Polecane w tym tygodniu
Pluton jest transuranowym, radioaktywnym pierwiastkiem chemicznym o symbolu Pu i liczbie atomowej 94. Jest to metal aktynowców o srebrzysto-szarym wyglądzie, który matowieje pod wpływem powietrza i tworzy matową powłokę po utlenieniu. Pierwiastek zwykle wykazuje sześć alotropów i cztery stopnie utlenienia. Reaguje z węglem, halogenami, azotem, krzemem i wodorem. Wystawiony na wilgotne powietrze tworzy tlenki i wodorki, które rozszerzają próbkę do 70% objętości, która z kolei łuszczy się w postaci piroforycznego proszku. Jest radioaktywny i może gromadzić się w kościach, co sprawia, że obchodzenie się z plutonem jest niebezpieczne. [1] Bardzo małe ilości plutonu występują naturalnie. Pluton-239 i pluton-240 powstają w elektrowniach jądrowych, gdy uran-238 wychwytuje neutrony. [2]
Ferated Artykuły
Zabrał jeden z najpotężniejszych laserów na planecie, ale zrobili to naukowcy. Potwierdzili istnienie „superjonowego” gorącego lodu - zamarzniętej wody, która może pozostać stała przy tysiącach stopni ciepła. Ta dziwaczna forma lodu jest możliwa z powodu ogromnego ciśnienia, a odkrycia eksperymentu mogą rzucić światło na wewnętrzną strukturę gigantycznych planet lodowych, takich jak Uran i Neptun. Na powierzchni Ziemi punkty wrzenia i zamarzania wody różnią się tylko nieznacznie - zwykle wrzenia, gdy jest bardzo gorąco, i zamarzania, gdy jest zimno. Ale obie te zmiany stanu są pod wpływem kaprysu ciśnienia (dlatego temperatura wrzenia wody jest niższa na większych wysokościach). W próżni kosmicznej woda nie może istnieć w postaci płynnej. Natychmiast gotuje się i odparowuje nawet przy -270 stopniach Celsjusza - średniej temperaturze Wszechświata - zanim rozpadnie się w kryształki lodu. Ale wysunięto teorię, że w środowiskach o ekstremalnie wysokim ciśnieniu dzieje się odwrotnie: woda krzepnie, nawet w ekstremalnie wysokich temperaturach. Naukowcy z Lawrence Livermore National Laboratory bezpośrednio po raz pierwszy zaobserwowali to niedawno, szczegółowo opisali w artykule z zeszłego roku. Stworzyli lód VII, który jest krystaliczną formą lodu powyżej 30,000 3 razy wyższego od ciśnienia atmosferycznego Ziemi, czyli XNUMX gigapaskali, i wysadzili go laserami. Powstały lód miał przewodzący przepływ jonów, a nie elektronów, dlatego nazywa się go lodem superjonowym. Teraz potwierdzili to w dalszych eksperymentach. Zaproponowali nową formę nazwaną Ice XVIII. W poprzednim eksperymencie zespół był w stanie zaobserwować tylko ogólne właściwości, takie jak energia i temperatura; drobne szczegóły wewnętrznej struktury pozostawały nieuchwytne. Dlatego zaprojektowali eksperyment wykorzystujący impulsy laserowe i dyfrakcję promieniowania rentgenowskiego, aby odkryć strukturę krystaliczną lodu. „Chcieliśmy określić strukturę atomową wody superjonowej” - powiedziała fizyk Federica Coppari z LLNL. „Jednak biorąc pod uwagę ekstremalne warunki, w których przewiduje się, że ten nieuchwytny stan materii będzie stabilny, sprężanie wody do takich ciśnień i temperatur i jednoczesne wykonywanie zdjęć struktury atomu było niezwykle trudnym zadaniem, które wymagało nowatorskiego projektu eksperymentalnego”. Oto ten projekt. Najpierw między dwoma diamentowymi kowadłami umieszcza się cienką warstwę wody. Następnie wykorzystuje się sześć gigantycznych laserów do generowania serii fal uderzeniowych o stopniowo rosnącej intensywności, aby skompresować wodę pod ciśnieniem do 100-400 gigapaskali, czyli od 1 do 4 milionów razy wyższym od ciśnienia atmosferycznego Ziemi. Jednocześnie wytwarzają temperatury od 1,650 do 2,760 stopni Celsjusza (powierzchnia Słońca wynosi 5,505 stopni Celsjusza). Eksperyment ten zaprojektowano tak, aby woda zamarzała po sprężeniu, ale ponieważ ciśnienie i temperatura mogły być utrzymane tylko przez ułamek sekundy, fizycy nie byli pewni, czy kryształki lodu utworzą się i wzrosną. Dlatego za pomocą laserów wystrzelili 16 dodatkowych impulsów na maleńki kawałek żelaznej folii, tworząc falę plazmy, która wygenerowała błysk promieniowania rentgenowskiego we właściwym czasie. Błyski te odbijały się od kryształów wewnątrz, pokazując, że sprężona woda była rzeczywiście zamarznięta i stabilna. „Wzory dyfrakcji rentgenowskiej, które zmierzyliśmy, są jednoznaczną sygnaturą gęstych kryształów lodu tworzących się podczas ultraszybkiej kompresji fali uderzeniowej, co pokazuje, że zarodkowanie stałego lodu z wody w stanie ciekłym jest wystarczająco szybkie, aby można było je zaobserwować w nanosekundowej skali eksperymentu” - powiedział Coppari. Te promienie rentgenowskie pokazały nigdy wcześniej nie widzianą strukturę - sześcienne kryształy z atomami tlenu w każdym rogu i atomem tlenu w środku każdej ściany. „Znalezienie bezpośrednich dowodów na istnienie sieci krystalicznej tlenu prowadzi do ostatniego brakującego elementu układanki dotyczącego istnienia superjonowego lodu wodnego” - powiedział fizyk Marius Millot z LLNL. „Daje to dodatkową siłę dowodom na istnienie lodu superjonowego, które zebraliśmy w zeszłym roku”. Wynik ujawnia wskazówkę, w jaki sposób lodowe olbrzymy, takie jak Neptun i Uran, mogą mieć tak dziwne pola magnetyczne, nachylone pod dziwacznymi kątami i z równikami, które nie otaczają planety. Wcześniej sądzono, że na tych planetach zamiast płaszcza znajduje się płynny ocean wody jonowej i amoniaku. Jednak badania zespołu pokazują, że planety te mogą mieć solidny płaszcz, taki jak Ziemia, ale wykonany z gorącego lodu superjonowego zamiast z gorącej skały. Ponieważ lód superjonowy jest silnie przewodzący, może to wpływać na pola magnetyczne planet. „Ponieważ lód wodny w warunkach wewnętrznych Urana i Neptuna ma sieć krystaliczną, twierdzimy, że lód superjonowy nie powinien płynąć jak ciecz, taka jak płynne żelazne zewnętrzne jądro Ziemi. Raczej prawdopodobnie lepiej jest wyobrazić sobie, że superjonowy lód płynąłby podobnie do płaszcza Ziemi, który jest wykonany z litej skały, a jednak płynie i wspiera ruchy konwekcyjne na dużą skalę w bardzo długich geologicznych skalach czasowych ”- powiedział Millot.
http://www.sciencealert.com.au
Naukowcy opracowali opartą na elektrochemii metodę wykrywania środków powierzchniowo czynnych, w szczególności sulfonianu perfluorooktanu (PFOS) i kwasu perfluorooktanowego (PFOA), o wysokiej czułości i specyficzności (Anal. Chem. 2019, DOI: 10.1021 / acs.analchem.9b01060). Perfluorowane środki powierzchniowo czynne są bardzo stabilne dzięki cząsteczkom perfluoroalkilu i są powszechne w produktach, takich jak powłoki nieprzywierające i pianki przeciwpożarowe. Przewlekłe narażenie na dwie takie substancje perfluoroalkilowe, PFOS i PFOA, wiąże się z problemami zdrowotnymi u ludzi. Chociaż te dwie substancje chemiczne nie są już używane w przemyśle, pozostają w środowisku i mogą zanieczyścić wodę pitną. Long Luo, chemik analityczny z Wayne State University, rozpoczął poszukiwania nowatorskiego sposobu wykrywania tych szkodliwych chemikaliów po jednym z takich przypadków zanieczyszczenia PFOS / PFOA w mieście Michigan latem 2018 roku. Najpopularniejsza metoda wykrywania wykorzystuje wysokosprawną chromatografię cieczową z tandemową spektrometrią mas (HPLC-MS / MS), która wymaga złożonego oprzyrządowania i może kosztować do 300 USD na próbkę, mówi Luo. Mając nadzieję na opracowanie prostszej i tańszej metody, zespół zwrócił się ku elektrochemii. Ich metoda opiera się na zjawisku znanym jako elektrochemiczna nukleacja pęcherzyków. Przyłożenie potencjału elektrycznego do elektrody w roztworze wodnym powoduje rozszczepienie wody na wodór i tlen. Zwiększanie prądu zwiększa stężenie gazu w pobliżu elektrody, aż do powstania pęcherzyka, który blokuje powierzchnię elektrody i powoduje spadek prądu. Środki powierzchniowo czynne zmniejszają napięcie powierzchniowe i ułatwiają tworzenie się takich pęcherzyków, co oznacza, że ilość prądu wymagana do utworzenia tych pęcherzyków jest odwrotnie proporcjonalna do stężenia środka powierzchniowo czynnego. Aby przetestować swoją metodę, Luo i jego współpracownicy wykonali malutkie elektrody platynowe o średnicy poniżej 100 nm (mniejsze elektrody są bardziej czułe). Zespół był w stanie wykryć stężenia PFOS i PFOA tak niskie, jak odpowiednio 80 µg / L i 30 µg / L. Wstępne zatężanie próbek za pomocą ekstrakcji do fazy stałej spowodowało przesunięcie granicy wykrywalności poniżej 70 ng / l - zalecanego poziomu zdrowia dla wody pitnej ustalonego przez USA Agencja Ochrony Środowiska. Metoda pozostała również czuła i selektywna w wykrywaniu środka powierzchniowo czynnego, nawet w obecności 1,000-krotnie wyższego stężenia poli (glikolu etylenowego), cząsteczki nie będącej środkiem powierzchniowo czynnym o masie cząsteczkowej podobnej do masy PFOS. „Generalnie metody elektrochemiczne są bardzo obiecujące w zakresie pomiaru bardzo niskich stężeń zanieczyszczeń w złożonych matrycach” - mówi Michelle Crimi, inżynier ds. Środowiska z Clarkson University. „Nie mogę się doczekać, kiedy dowiem się więcej o przyszłości tej technologii, w tym o jej walidacji w próbkach wody skażonych w terenie.” Stworzenie podręcznego urządzenia do badania wody w strumieniach i innych miejscach w terenie - nie tylko wody pitnej - jest ostatecznym celem, mówi Luo. Ważnym krokiem w tym procesie będzie opracowanie fazy obróbki wstępnej w celu wyeliminowania innych środków powierzchniowo czynnych, które również sprzyjają tworzeniu się pęcherzyków na elektrodach, takich jak dodecylosiarczan sodu.
