Fremhævet i denne uge
Plutonium er et transuransk radioaktivt kemisk grundstof med symbol Pu og atomnummer 94. Det er et aktinidmetal med sølvgråt udseende, der pletter, når det udsættes for luft, og danner en kedelig belægning, når det oxideres. Elementet udviser normalt seks allotroper og fire oxidationstilstande. Det reagerer med kulstof, halogener, nitrogen, silicium og brint. Når det udsættes for fugtig luft, danner det oxider og hydrider, der udvider prøven op til 70% i volumen, hvilket igen flager af som et pulver, der er pyroforisk. Det er radioaktivt og kan akkumuleres i knogler, hvilket gør håndtering af plutonium farligt. [1] Meget små mængder plutonium forekommer naturligt. Plutonium-239 og plutonium-240 dannes i atomkraftværker, når uran-238 fanger neutroner. [2]
Fspiste artikler
Det har taget en af de mest magtfulde lasere på planeten, men forskere har gjort det. De har bekræftet eksistensen af 'superionisk' is - frossent vand, der kan forblive fast ved tusinder af varmegrader. Denne bizarre form for is er mulig på grund af et enormt pres, og resultaterne af eksperimentet kunne kaste lys over den indre struktur af kæmpe isplaneter som Uranus og Neptun. På jordens overflade varierer vandets koge- og frysepunkter kun lidt - koger generelt, når det er meget varmt, og fryser, når det er koldt. Men begge disse tilstandsændringer er ved indfaldet af tryk (det er derfor, kogepunktet for vand er lavere i højere højder). I rumets vakuum kan vand ikke eksistere i sin flydende form. Det koger straks og fordamper selv ved -270 grader Celsius - universets gennemsnitstemperatur - inden de desublimerer til iskrystaller. Men det er blevet teoretiseret, at i ekstremt højtryksmiljøer sker det modsatte: vandet størkner, selv ved ekstremt høje temperaturer. Forskere ved Lawrence Livermore National Laboratory observerede dette direkte for første gang for nylig, detaljeret i en artikel sidste år. De skabte Ice VII, som er den krystallinske form af is over 30,000 gange Jordens atmosfæriske tryk eller 3 gigapascal og sprængte den med lasere. Den resulterende is havde en ledende strøm af ioner snarere end elektroner, hvorfor det kaldes superionisk is. Nu har de bekræftet det med opfølgende eksperimenter. De har foreslået, at den nye form hedder Ice XVIII. I det forrige eksperiment havde holdet kun været i stand til at observere generelle egenskaber såsom energi og temperatur; de finere detaljer i den interne struktur forblev undvigende. Så de designede et eksperiment ved hjælp af laserimpulser og røntgendiffraktion for at afsløre isens krystallinske struktur. "Vi ønskede at bestemme atomstrukturen i superionisk vand," sagde fysiker Federica Coppari fra LLNL. ”Men i betragtning af de ekstreme forhold, hvor denne undvigende tilstand af materiale forudsiges at være stabil, var komprimering af vand til sådanne tryk og temperaturer og samtidig optagelse af snapshots af atomstrukturen en ekstremt vanskelig opgave, som krævede et innovativt eksperimentelt design.” Her er det design. Først placeres et tyndt lag vand mellem to diamantambolte. Derefter bruges seks gigantiske lasere til at generere en række stødbølger med gradvis stigende intensitet for at komprimere vandet ved tryk op til 100-400 gigapascal eller 1 til 4 millioner gange Jordens atmosfæriske tryk. Samtidig producerer de temperaturer mellem 1,650 og 2,760 grader Celsius (Solens overflade er 5,505 grader Celsius). Dette eksperiment blev designet, så vandet kunne fryse, når det komprimeres, men da tryk- og temperaturforholdene kun kunne opretholdes i en brøkdel af et sekund, var fysikerne usikre på, at iskrystallerne ville dannes og vokse. Så de brugte lasere til at sprænge et lille stykke jernfolie med 16 ekstra impulser, hvilket skabte en plasmabølge, der genererede en røntgenblitz på nøjagtigt det rigtige tidspunkt. Disse blink blev fjernet fra krystallerne indeni, hvilket viser, at det komprimerede vand faktisk var frossent og stabilt. "De røntgendiffraktionsmønstre, vi målte, er en utvetydig signatur for tætte iskrystaller, der dannes under den ultrahurtige stødbølgekomprimering, der viser, at kimdannelse af fast is fra flydende vand er hurtig nok til at blive observeret i nanosekundens tidsskala for eksperimentet," sagde Coppari. Disse røntgenstråler viste en struktur, der aldrig før blev set - kubiske krystaller med iltatomer i hvert hjørne og et iltatom i midten af hvert ansigt. "At finde direkte bevis for eksistensen af krystallinsk iltgitter bringer det sidste manglende stykke til opgaven med hensyn til eksistensen af superionisk vandis," sagde fysiker Marius Millot fra LLNL. "Dette giver yderligere styrke til beviset for eksistensen af superionisk is, som vi samlede sidste år." Resultatet afslører en anelse om, hvordan iskæmper som Neptun og Uranus kunne have sådanne mærkelige magnetfelter, vippet i bizarre vinkler og med ækvatorer, der ikke cirkler rundt om planeten. Tidligere troede man, at disse planeter havde et flydende hav af ionisk vand og ammoniak i stedet for en kappe. Men holdets forskning viser, at disse planeter kunne have en solid kappe, som Jorden, men lavet af varm superionisk is i stedet for varm sten. Fordi superionisk is er meget ledende, kan dette påvirke planetenes magnetfelter. ”Fordi vandis ved Uranus og Neptuns indre forhold har et krystallinsk gitter, argumenterer vi for, at superionisk is ikke bør flyde som en væske, såsom Jordens ydre kerne. Snarere er det sandsynligvis bedre at forestille sig, at superionisk is ville flyde på samme måde som jordens kappe, som er lavet af fast sten, men alligevel strømmer og understøtter konvektive bevægelser i stor skala på de meget lange geologiske tidsskalaer, ”sagde Millot.
http://www.sciencealert.com.au
Forskere har udviklet en elektrokemibaseret metode til at detektere overfladeaktive stoffer, specifikt perfluoroctansulfonat (PFOS) og perfluoroctansyre (PFOA), med høj følsomhed og specificitet (Anal. Chem. 2019, DOI: 10.1021 / acs.analchem.9b01060). Perfluorerede overfladeaktive stoffer er meget stabile på grund af perfluoralkyldele og er almindelige i produkter som non-stick belægninger og brandslukningsskum. Kronisk eksponering for to sådanne perfluoralkylstoffer, PFOS og PFOA, har været forbundet med sundhedsproblemer hos mennesker. Selvom disse to kemikalier ikke længere bruges i industrien, vedvarer de i miljøet og kan forurene drikkevand. Long Luo, analytisk kemiker ved Wayne State University, begyndte sin søgen efter en ny måde at opdage disse skadelige kemikalier på efter en sådan PFOS / PFOA-forureningshændelse i en Michigan-by i løbet af sommeren 2018. Den mest almindelige påvisningsmetode bruger højtydende væskekromatografi med tandem massespektrometri (HPLC-MS / MS), som kræver kompleks instrumentering og kan koste op til $ 300 pr. Prøve, siger Luo. I håb om at udvikle en enklere og billigere metode vendte holdet sig til elektrokemi. Deres metode er baseret på et fænomen kendt som elektrokemisk boblenuklearering. Anvendelse af elektrisk potentiale på en elektrode i en vandig opløsning opdeler vand i brintgas og ilt. Ramping op af strømmen øger gaskoncentrationen nær elektroden, indtil der dannes en boble, der blokerer elektrodeoverfladen og får strømmen til at falde. Surfaktanter reducerer overfladespænding og gør det lettere for sådanne bobler at danne sig, hvilket betyder, at mængden af strøm, der kræves for at danne disse bobler, er omvendt relateret til koncentrationen af overfladeaktivt middel. For at teste deres metode fremstillede Luo og hans samarbejdspartnere små platinelektroder med en diameter mindre end 100 nm (mindre elektroder er mere følsomme). Holdet kunne påvise PFOS- og PFOA-koncentrationer så lave som henholdsvis 80 µg / L og 30 µg / L. Prækoncentrering af prøver ved anvendelse af fastfaseekstraktion flyttede detektionsgrænsen til under 70 ng / L - det sundhedsrådgivende niveau for drikkevand, der er indstillet af USA Miljøstyrelsen. Fremgangsmåden forblev også følsom og selektiv til detektion af overfladeaktivt middel, selv i nærværelse af en 1,000 gange større koncentration af poly (ethylenglycol), et ikke-overfladeaktivt molekyle med en molekylvægt svarende til PFOS. "Elektrokemiske metoder har generelt et stort løfte om at måle meget lave koncentrationer af forurenende stoffer i komplekse matricer," siger Michelle Crimi, miljøingeniør ved Clarkson University. ”Jeg ser frem til at høre mere om fremtiden for denne teknologi, herunder validering i feltkontaminerede vandprøver.” Oprettelse af en håndholdt enhed til test af vand i vandløb og andre feltsteder - ikke kun drikkevand - er det ultimative mål, siger Luo. Et vigtigt trin i denne proces vil være at udvikle en forbehandlingsfase for at eliminere andre overfladeaktive stoffer, der også fremmer bobledannelse ved elektroder, som natriumdodecylsulfat.
