Лучшее на этой неделе
Плутоний - это трансурановый радиоактивный химический элемент с символом Pu и атомным номером 94. Это актинидный металл серебристо-серого цвета, который тускнеет при контакте с воздухом и образует тусклое покрытие при окислении. Элемент обычно имеет шесть аллотропов и четыре степени окисления. Он реагирует с углеродом, галогенами, азотом, кремнием и водородом. Под воздействием влажного воздуха он образует оксиды и гидриды, которые расширяют образец до 70% в объеме, которые, в свою очередь, отслаиваются в виде пирофорного порошка. Он радиоактивен и может накапливаться в костях, что делает обращение с плутонием опасным. [1] Очень небольшое количество плутония встречается в природе. Плутоний-239 и плутоний-240 образуются на атомных электростанциях, когда уран-238 захватывает нейтроны. [2]
Featured статьи
Для этого потребовался один из самых мощных лазеров на планете, но ученые это сделали. Они подтвердили существование «суперионного» горячего льда - замороженной воды, которая может оставаться твердой при тысячах градусов тепла. Эта причудливая форма льда возможна из-за огромного давления, и результаты эксперимента могут пролить свет на внутреннюю структуру гигантских ледяных планет, таких как Уран и Нептун. На поверхности Земли точки кипения и замерзания воды различаются лишь незначительно - обычно она кипит, когда очень горячая, и замерзает, когда холодно. Но оба эти изменения состояния происходят по прихоти давления (поэтому температура кипения воды ниже на больших высотах). В космическом вакууме вода не может существовать в жидкой форме. Он сразу же закипает и испаряется даже при -270 градусах Цельсия - средней температуре Вселенной - прежде чем десублимируется в кристаллы льда. Но есть теория, что в средах с чрезвычайно высоким давлением происходит обратное: вода затвердевает даже при чрезвычайно высоких температурах. Ученые из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса впервые непосредственно наблюдали это совсем недавно, о чем подробно говорилось в прошлогодней статье. Они создали лед VII, который представляет собой кристаллическую форму льда, давление которой превышает атмосферное давление Земли в 30,000 3 раз, или XNUMX гигапаскалей, и взорвали его лазерами. Образовавшийся лед имел токопроводящий поток ионов, а не электронов, поэтому его называют суперионным льдом. Теперь они подтвердили это последующими экспериментами. Они предложили новую форму назвать Ice XVIII. В предыдущем эксперименте команда могла наблюдать только общие свойства, такие как энергия и температура; более тонкие детали внутренней структуры оставались неуловимыми. Поэтому они разработали эксперимент с использованием лазерных импульсов и дифракции рентгеновских лучей, чтобы выявить кристаллическую структуру льда. «Мы хотели определить атомную структуру суперионной воды», - сказала физик Федерика Коппари из LLNL. «Но с учетом экстремальных условий, при которых это неуловимое состояние вещества, по прогнозам, будет стабильным, сжатие воды до таких давлений и температур и одновременное получение снимков атомной структуры было чрезвычайно сложной задачей, которая потребовала новаторского экспериментального дизайна». Вот этот дизайн. Сначала между двумя алмазными наковальнями помещается тонкий слой воды. Затем шесть гигантских лазеров используются для генерации серии ударных волн с постепенно увеличивающейся интенсивностью для сжатия воды при давлении до 100-400 гигапаскалей, что в 1-4 миллиона раз превышает атмосферное давление Земли. В то же время они производят температуру от 1,650 до 2,760 градусов по Цельсию (поверхность Солнца - 5,505 градусов по Цельсию). Этот эксперимент был разработан таким образом, чтобы вода замерзла при сжатии, но поскольку давление и температура могли поддерживаться только в течение доли секунды, физики не были уверены, что кристаллы льда будут формироваться и расти. Таким образом, они использовали лазеры, чтобы взорвать крошечный кусок железной фольги с помощью 16 дополнительных импульсов, создав плазменную волну, которая генерировала рентгеновскую вспышку в нужное время. Эти вспышки дифрагировали от кристаллов внутри, показывая, что сжатая вода действительно была замороженной и стабильной. «Измеренные нами картины дифракции рентгеновских лучей являются однозначным признаком плотных кристаллов льда, образующихся во время сверхбыстрого сжатия ударной волны, демонстрируя, что зарождение твердого льда из жидкой воды достаточно быстрое, чтобы его можно было наблюдать в наносекундном масштабе времени эксперимента», - сказал Коппари. Эти рентгеновские лучи показали невиданную ранее структуру - кубические кристаллы с атомами кислорода в каждом углу и атомом кислорода в центре каждой грани. «Нахождение прямых доказательств существования кристаллической решетки кислорода дает последний недостающий элемент в загадке, касающейся существования суперионного водяного льда», - сказал физик Мариус Милло из LLNL. «Это придает дополнительную силу свидетельствам существования суперионного льда, которые мы собрали в прошлом году». Результат открывает ключ к разгадке того, как ледяные гиганты, такие как Нептун и Уран, могли иметь такие странные магнитные поля, наклоненные под причудливыми углами, и с экваторами, которые не окружают планету. Ранее считалось, что на этих планетах вместо мантии есть жидкий океан ионной воды и аммиака. Но исследование команды показывает, что эти планеты могут иметь твердую мантию, как Земля, но сделанную из горячего суперионного льда, а не из горячей породы. Поскольку суперионный лед обладает высокой проводимостью, это может влиять на магнитные поля планет. «Поскольку водяной лед на Уране и внутренних условиях Нептуна имеет кристаллическую решетку, мы утверждаем, что суперионный лед не должен течь как жидкость, такая как жидкое железное внешнее ядро Земли. Скорее, лучше представить, что суперионный лед будет течь аналогично мантии Земли, которая состоит из твердых горных пород, но течет и поддерживает крупномасштабные конвективные движения в очень длительных геологических временных масштабах », - сказал Милло.
http://www.sciencealert.com.au
Исследователи разработали основанный на электрохимии метод обнаружения поверхностно-активных веществ, в частности перфтороктанового сульфоната (PFOS) и перфтороктановой кислоты (PFOA), с высокой чувствительностью и специфичностью (Anal. Химреагент 2019, DOI: 10.1021 / acs.analchem.9b01060). Перфторированные поверхностно-активные вещества обладают высокой стабильностью благодаря перфторалкильным группам и часто используются в таких продуктах, как антипригарные покрытия и пена для пожаротушения. Хроническое воздействие двух таких перфторалкильных веществ, ПФОС и ПФОК, связано с проблемами здоровья человека. Хотя эти два химиката больше не используются в промышленности, они остаются в окружающей среде и могут загрязнять питьевую воду. Лонг Луо, химик-аналитик из Государственного университета Уэйна, начал поиск нового способа обнаружения этих вредных химикатов после одного такого случая загрязнения ПФОС / ПФОК в городе Мичиган летом 2018 года. По словам Луо, наиболее часто используемым методом обнаружения является высокоэффективная жидкостная хроматография с тандемной масс-спектрометрией (ВЭЖХ-МС / МС), которая требует сложного оборудования и может стоить до 300 долларов за образец. В надежде разработать более простой и менее затратный метод команда обратилась к электрохимии. Их метод основан на явлении, известном как зарождение электрохимических пузырьков. Приложение электрического потенциала к электроду в водном растворе расщепляет воду на водород и кислород. Нарастание тока увеличивает концентрацию газа около электрода до тех пор, пока не образуется пузырь, блокирующий поверхность электрода и вызывающий падение тока. Поверхностно-активные вещества снижают поверхностное натяжение и облегчают образование таких пузырьков, что означает, что величина тока, необходимого для образования этих пузырьков, обратно пропорциональна концентрации поверхностно-активного вещества. Чтобы проверить свой метод, Луо и его сотрудники изготовили крошечные платиновые электроды диаметром менее 100 нм (меньшие электроды более чувствительны). Ученые смогли обнаружить концентрации ПФОС и ПФОК до 80 мкг / л и 30 мкг / л соответственно. Предварительное концентрирование образцов с использованием твердофазной экстракции сместило предел обнаружения ниже 70 нг / л - рекомендуемый уровень здоровья для питьевой воды, установленный в США. Агенство по Защите Окружающей Среды. Этот метод также оставался чувствительным и селективным для обнаружения поверхностно-активного вещества даже в присутствии в 1,000 раз большей концентрации поли (этиленгликоля), молекулы, не являющейся поверхностно-активным веществом, с молекулярной массой, аналогичной молекулярной массе ПФОС. «Электрохимические методы в целом имеют большие перспективы для измерения очень низких концентраций загрязняющих веществ в сложных матрицах», - говорит Мишель Крими, инженер-эколог из Университета Кларксона. «Я с нетерпением жду возможности услышать больше о будущем этой технологии, в том числе о ее проверке на пробах загрязненной воды». По словам Луо, конечной целью является создание портативного устройства для тестирования воды в ручьях и других полевых объектах, а не только для питьевой воды. Важным шагом в этом процессе будет разработка фазы предварительной обработки для удаления других поверхностно-активных веществ, которые также способствуют образованию пузырьков на электродах, таких как додецилсульфат натрия.
