Doporučeno tento týden
Plutonium je transuranový radioaktivní chemický prvek se symbolem Pu a atomovým číslem 94. Jedná se o aktinidový kov stříbřitě šedého vzhledu, který při styku se vzduchem bledne a při oxidaci vytváří matný povlak. Prvek normálně vykazuje šest alotropů a čtyři oxidační stavy. Reaguje s uhlíkem, halogeny, dusíkem, křemíkem a vodíkem. Když je vystaven vlhkému vzduchu, tvoří oxidy a hydridy, které zvětšují objem vzorku až na 70 %, který se zase odlupuje jako prášek, který je samozápalný. Je radioaktivní a může se hromadit v kostech, což činí manipulaci s plutoniem nebezpečnou. [1] Velmi malá množství plutonia se vyskytují přirozeně. Plutonium-239 a plutonium-240 se tvoří v jaderných elektrárnách, když uran-238 zachycuje neutrony. [2]
Fjedlé články
Vyžádal si jeden z nejvýkonnějších laserů na planetě, ale vědci to dokázali. Potvrdili existenci „superionického“ horkého ledu – zmrzlé vody, která může zůstat pevná při tisících stupních tepla. Tato bizarní forma ledu je možná díky obrovskému tlaku a výsledky experimentu by mohly vrhnout světlo na vnitřní strukturu obřích ledových planet, jako je Uran a Neptun. Na zemském povrchu se body varu a tuhnutí vody liší jen málo – obvykle vaří, když je velmi horko, a mrzne, když je studená. Ale obě tyto změny stavu jsou z rozmaru tlaku (proto je bod varu vody ve vyšších nadmořských výškách nižší). Ve vakuu vesmíru nemůže voda existovat v kapalné formě. Okamžitě se vaří a vypařuje i při -270 stupních Celsia – průměrné teplotě vesmíru – před desublimací na ledové krystaly. Existuje však teorie, že v prostředí s extrémně vysokým tlakem dochází k opaku: voda tuhne i při extrémně vysokých teplotách. Vědci z Lawrence Livermore National Laboratory to poprvé přímo pozorovali teprve nedávno, podrobně uvedeno v článku z minulého roku. Vytvořili led VII, což je krystalická forma ledu nad 30,000 3násobkem zemského atmosférického tlaku neboli XNUMX gigapascaly, a rozstříleli jej lasery. Výsledný led měl vodivý tok iontů, spíše než elektronů, a proto se nazývá superiontový led. Nyní to potvrdili následnými experimenty. Navrhli, aby se nová podoba jmenovala Led XVIII. V předchozím experimentu byl tým schopen pozorovat pouze obecné vlastnosti, jako je energie a teplota; jemnější detaily vnitřní struktury zůstaly nepolapitelné. Navrhli tedy experiment využívající laserové pulsy a rentgenovou difrakci, aby odhalili krystalickou strukturu ledu. "Chtěli jsme určit atomovou strukturu superiontové vody," řekla fyzička Federica Coppari z LLNL. "Ale vzhledem k extrémním podmínkám, za kterých se předpokládá, že tento nepolapitelný stav hmoty bude stabilní, bylo stlačování vody na takové tlaky a teploty a současné pořizování snímků atomové struktury extrémně obtížným úkolem, který vyžadoval inovativní experimentální design." Tady je ten design. Nejprve se mezi dvě diamantové kovadliny umístí tenká vrstva vody. Poté je použito šest obřích laserů ke generování série rázových vln s progresivně se zvyšující intenzitou ke stlačování vody na tlaky až 100-400 gigapascalů, neboli 1 až 4 milionkrát vyšší než atmosférický tlak Země. Zároveň produkují teploty mezi 1,650 2,760 a 5,505 XNUMX stupni Celsia (povrch Slunce má XNUMX XNUMX stupňů Celsia). Tento experiment byl navržen tak, aby voda při stlačení zmrzla, ale protože tlakové a teplotní podmínky mohly být zachovány pouze zlomek sekundy, fyzici si nebyli jisti, že se ledové krystaly budou tvořit a růst. Použili tedy lasery k odpálení malého kousku železné fólie 16 dalšími pulzy, čímž vytvořili vlnu plazmy, která vytvořila rentgenový záblesk přesně ve správný čas. Tyto záblesky se odchýlily od krystalů uvnitř, což ukázalo, že stlačená voda byla skutečně zmrzlá a stabilní. "Rentgenové difrakční obrazce, které jsme naměřili, jsou jednoznačným podpisem pro husté ledové krystaly tvořící se během ultrarychlé komprese rázové vlny, což dokazuje, že nukleace pevného ledu z kapalné vody je dostatečně rychlá na to, aby byla pozorována v nanosekundovém časovém měřítku experimentu," řekl Coppari. Tyto rentgenové paprsky ukázaly nikdy předtím neviděnou strukturu – krychlové krystaly s atomy kyslíku v každém rohu a atom kyslíku ve středu každé plochy. „Nalezení přímých důkazů o existenci krystalické mřížky kyslíku přináší poslední chybějící dílek do skládačky týkající se existence superiontového vodního ledu,“ řekl fyzik Marius Millot z LLNL. "To dává další sílu důkazům o existenci superiontového ledu, které jsme shromáždili v loňském roce." Výsledek odhaluje vodítko k tomu, jak by ledoví obři jako Neptun a Uran mohli mít tak podivná magnetická pole, nakloněná v bizarních úhlech a s rovníky, které neobíhají kolem planety. Dříve se předpokládalo, že tyto planety mají místo pláště tekutý oceán iontové vody a čpavku. Výzkum týmu ale ukazuje, že tyto planety by mohly mít pevný plášť jako Země, ale místo horké horniny by byl vyroben z horkého superiontového ledu. Protože superionický led je vysoce vodivý, mohlo by to ovlivňovat magnetická pole planet. "Vzhledem k tomu, že vodní led ve vnitřních podmínkách Uranu a Neptunu má krystalickou mřížku, tvrdíme, že superionický led by neměl proudit jako kapalina, jako je tekuté železné vnější jádro Země." Spíše je pravděpodobně lepší si představit, že superionický led by proudil podobně jako zemský plášť, který je vyroben z pevné horniny, přesto proudí a podporuje konvektivní pohyby ve velkém měřítku na velmi dlouhých geologických časových úsecích,“ řekl Millot.
http://www.sciencealert.com.au
Výzkumníci vyvinuli metodu založenou na elektrochemii pro detekci povrchově aktivních látek, konkrétně perfluoroktansulfonátu (PFOS) a kyseliny perfluoroktanové (PFOA), s vysokou citlivostí a specificitou (Anal. Chem. 2019, DOI: 10.1021/acs.analchem.9b01060). Perfluorované povrchově aktivní látky jsou vysoce stabilní díky perfluoralkylovým skupinám a jsou běžné v produktech, jako jsou nepřilnavé povlaky a hasicí pěny. Chronická expozice dvěma takovým perfluoralkylovým látkám, PFOS a PFOA, je spojena se zdravotními problémy u lidí. Přestože se tyto dvě chemikálie již v průmyslu nepoužívají, přetrvávají v životním prostředí a mohou kontaminovat pitnou vodu. Long Luo, analytický chemik na Wayne State University, začal hledat nový způsob, jak detekovat tyto škodlivé chemikálie po jedné takové kontaminaci PFOS/PFOA ve městě Michigan v létě 2018. Nejčastěji používaná detekční metoda využívá vysokoúčinnou kapalinovou chromatografii s tandemovou hmotnostní spektrometrií (HPLC-MS/MS), která vyžaduje složité přístrojové vybavení a může stát až 300 USD za vzorek, říká Luo. V naději, že vyvinou jednodušší a méně nákladnou metodu, se tým obrátil k elektrochemii. Jejich metoda je založena na jevu známém jako elektrochemická nukleace bublin. Aplikace elektrického potenciálu na elektrodu ve vodném roztoku štěpí vodu na plynný vodík a kyslík. Zvyšování proudu zvyšuje koncentraci plynu v blízkosti elektrody, dokud se nevytvoří bublina, která zablokuje povrch elektrody a způsobí pokles proudu. Povrchově aktivní látky snižují povrchové napětí a usnadňují tvorbu takových bublin, což znamená, že množství proudu potřebného k vytvoření těchto bublin je nepřímo úměrné koncentraci povrchově aktivní látky. Aby Luo a jeho spolupracovníci otestovali svou metodu, vyrobili drobné platinové elektrody o průměru menším než 100 nm (menší elektrody jsou citlivější). Tým dokázal detekovat koncentrace PFOS a PFOA tak nízké, jako je 80 µg/l, respektive 30 µg/l. Předkoncentrování vzorků pomocí extrakce na pevné fázi posunulo limit detekce pod 70 ng/l – zdravotní doporučení pro pitnou vodu stanovená USA Agentura na ochranu životního prostředí. Metoda také zůstala citlivá a selektivní pro detekci povrchově aktivní látky i v přítomnosti 1,000krát vyšší koncentrace poly(ethylenglykolu), molekuly nepovrchově aktivní látky s molekulovou hmotností podobnou molekulové hmotnosti PFOS. „Elektrochemické metody jsou obecně velkým příslibem pro měření velmi nízkých koncentrací kontaminantů v komplexních matricích,“ říká Michelle Crimi, environmentální inženýrka z Clarkson University. "Těším se na další informace o budoucnosti této technologie, včetně její validace ve vzorcích kontaminované vody." Vytvoření ručního zařízení pro testování vody v potocích a dalších polních místech – nejen pitné vody – je konečným cílem, říká Luo. Důležitým krokem v tomto procesu bude vývoj fáze předúpravy k odstranění dalších povrchově aktivních látek, které také podporují tvorbu bublin na elektrodách, jako je dodecylsulfát sodný.
