Представено тази седмица
Плутоният е трансуранов радиоактивен химичен елемент със символ Pu и атомен номер 94. Това е актиниден метал със сребристосив външен вид, който потъмнява, когато е изложен на въздух, и образува матово покритие, когато се окислява. Елементът обикновено проявява шест алотропа и четири степени на окисление. Реагира с въглерод, халогени, азот, силиций и водород. Когато е изложен на влажен въздух, той образува оксиди и хидриди, които разширяват пробата до 70% по обем, които на свой ред се разслояват като прах, който е пирофорен. Той е радиоактивен и може да се натрупва в костите, което прави работата с плутоний опасна. [1] Много малки количества плутоний се срещат естествено. Плутоний-239 и плутоний-240 се образуват в атомни електроцентрали, когато уран-238 улавя неутрони. [2]
Fизядени статии
Взе един от най-мощните лазери на планетата, но учените го направиха. Те потвърдиха съществуването на „суперионичен“ горещ лед – замръзнала вода, която може да остане твърда при хиляди градуси топлина. Тази странна форма на лед е възможна поради огромно налягане и резултатите от експеримента биха могли да хвърлят светлина върху вътрешната структура на гигантски ледени планети като Уран и Нептун. На повърхността на Земята точките на кипене и замръзване на водата варират съвсем малко – обикновено кипи, когато е много горещо, и замръзва, когато е студена. Но и двете промени в състоянието са по прищявка на налягането (ето защо точката на кипене на водата е по-ниска на по-висока надморска височина). Във вакуума на космоса водата не може да съществува в течна форма. Той веднага кипи и се изпарява дори при -270 градуса по Целзий – средната температура на Вселената – преди да се десублимира в ледени кристали. Но има теория, че в среда с изключително високо налягане се случва обратното: водата се втвърдява, дори при изключително високи температури. Учени от Националната лаборатория на Лорънс Ливърмор директно наблюдаваха това за първи път съвсем наскоро, подробно описано в статия от миналата година. Те създадоха лед VII, който е кристална форма на лед над 30,000 3 пъти атмосферното налягане на Земята, или XNUMX гигапаскала, и го взривиха с лазери. Полученият лед има проводящ поток от йони, а не от електрони, поради което се нарича суперионен лед. Сега те го потвърдиха с последващи експерименти. Те предложиха новата форма да бъде наречена Ice XVIII. В предишния експеримент екипът успя да наблюдава само общи свойства, като енергия и температура; по-фините детайли на вътрешната структура оставаха неуловими. И така, те проектираха експеримент, използващ лазерни импулси и рентгенова дифракция, за да разкрият кристалната структура на леда. „Искахме да определим атомната структура на суперионната вода“, каза физикът Федерика Копари от LLNL. „Но като се имат предвид екстремните условия, при които това неуловимо състояние на материята се предвижда да бъде стабилно, компресирането на водата до такива налягания и температури и едновременното правене на моментни снимки на атомната структура беше изключително трудна задача, която изискваше новаторски експериментален дизайн.“ Ето този дизайн. Първо, тънък слой вода се поставя между две диамантени наковални. След това се използват шест гигантски лазера за генериране на поредица от ударни вълни с прогресивно нарастващ интензитет, за да компресират водата при налягания до 100-400 гигапаскала, или от 1 до 4 милиона пъти атмосферното налягане на Земята. В същото време те произвеждат температури между 1,650 и 2,760 градуса по Целзий (повърхността на Слънцето е 5,505 градуса по Целзий). Този експеримент е проектиран така, че водата да замръзне, когато се компресира, но тъй като условията на налягане и температура могат да се поддържат само за част от секундата, физиците не са сигурни, че ледените кристали ще се образуват и растат. И така, те използваха лазери, за да взривят малко парче желязно фолио с 16 допълнителни импулса, създавайки вълна от плазма, която генерира рентгенова светкавица в точното време. Тези проблясъци се дифрактират от кристалите вътре, показвайки, че компресираната вода наистина е замръзнала и стабилна. „Рентгеновите дифракционни модели, които измерихме, са недвусмислен подпис за плътни ледени кристали, образуващи се по време на ултрабързата компресия на ударна вълна, демонстрирайки, че образуването на ядра на твърд лед от течна вода е достатъчно бързо, за да се наблюдава в наносекундната времева скала на експеримента“, каза Копари. Тези рентгенови лъчи показаха невиждана досега структура – кубични кристали с кислородни атоми във всеки ъгъл и кислороден атом в центъра на всяка страна. „Намирането на преки доказателства за съществуването на кристална решетка на кислорода довежда последното липсващо парче от пъзела относно съществуването на суперионен воден лед“, каза физикът Мариус Милот от LLNL. „Това дава допълнителна сила на доказателствата за съществуването на суперионен лед, които събрахме миналата година.“ Резултатът разкрива следа как ледени гиганти като Нептун и Уран могат да имат толкова странни магнитни полета, наклонени под странни ъгли и с екватори, които не обикалят планетата. Преди това се смяташе, че тези планети имат течен океан от йонна вода и амоняк вместо мантия. Но изследванията на екипа показват, че тези планети биха могли да имат твърда мантия, като Земята, но направена от горещ суперионен лед вместо горещ камък. Тъй като суперионният лед е силно проводим, това може да повлияе на магнитните полета на планетите. „Тъй като водният лед във вътрешните условия на Уран и Нептун има кристална решетка, ние твърдим, че суперионният лед не трябва да тече като течност, като течното желязно външно ядро на Земята. По-скоро вероятно е по-добре да си представим, че суперионният лед ще тече подобно на мантията на Земята, която е направена от твърда скала, но въпреки това тече и поддържа широкомащабни конвективни движения в много дългите геоложки времеви мащаби“, каза Милот.
http://www.sciencealert.com.au
Изследователите са разработили базиран на електрохимия метод за откриване на повърхностноактивни вещества, по-специално перфлуорооктан сулфонат (PFOS) и перфлуорооктанова киселина (PFOA), с висока чувствителност и специфичност (Anal. Chem. 2019, DOI: 10.1021/acs.analchem.9b01060). Перфлуорираните повърхностноактивни вещества са много стабилни поради перфлуороалкиловите части и са често срещани в продукти като незалепващи покрития и противопожарна пяна. Хроничното излагане на две такива перфлуороалкилни вещества, PFOS и PFOA, е свързано със здравословни проблеми при хората. Въпреки че тези два химикала вече не се използват в индустрията, те остават в околната среда и могат да замърсят питейната вода. Лонг Луо, аналитичен химик от държавния университет Уейн, започна търсенето си на нов начин за откриване на тези вредни химикали след едно такова събитие на замърсяване с PFOS/PFOA в град Мичиган през лятото на 2018 г. Най-често използваният метод за откриване използва високоефективна течна хроматография с тандемна масова спектрометрия (HPLC-MS/MS), която изисква сложна апаратура и може да струва до 300 долара на проба, казва Луо. Надявайки се да разработят по-прост, по-евтин метод, екипът се обърна към електрохимията. Техният метод се основава на явление, известно като електрохимично зараждане на мехурчета. Прилагането на електрически потенциал към електрод във воден разтвор разделя водата на водороден газ и кислород. Увеличаването на тока увеличава концентрацията на газ близо до електрода, докато се образува балон, който блокира повърхността на електрода и причинява спад на тока. Повърхностноактивните вещества намаляват повърхностното напрежение и улесняват образуването на такива мехурчета, което означава, че количеството ток, необходимо за образуването на тези мехурчета, е обратно пропорционално на концентрацията на повърхностноактивното вещество. За да тестват своя метод, Луо и неговите сътрудници изработиха малки платинени електроди с диаметър по-малък от 100 nm (по-малките електроди са по-чувствителни). Екипът може да открие концентрации на PFOS и PFOA съответно до 80 µg/L и 30 µg/L. Предварителното концентриране на проби с помощта на твърдофазова екстракция премести границата на откриване под 70 ng/L – здравно-препоръчителното ниво за питейна вода, определено от САЩ Агенция за защита на околната среда. Методът също остава чувствителен и селективен за откриване на повърхностно активно вещество дори в присъствието на 1,000 пъти по-висока концентрация на поли(етилен гликол), молекула без повърхностно активно вещество с молекулно тегло, подобно на това на PFOS. „Електрохимичните методи като цяло имат голямо обещание за измерване на много ниски концентрации на замърсители в сложни матрици“, казва Мишел Крими, инженер по околната среда в университета Кларксън. „Очаквам с нетърпение да чуя повече за бъдещето на тази технология, включително нейното валидиране в проби от замърсена вода.“ Създаването на ръчно устройство за тестване на вода в потоци и други полеви обекти - не само питейна вода - е крайната цел, казва Луо. Важна стъпка в този процес ще бъде разработването на фаза на предварителна обработка за елиминиране на други повърхностно активни вещества, които също насърчават образуването на мехурчета при електродите, като натриев додецилсулфат.
