La aproape 80 de ani de la descoperirea promețiului, oamenii de știință au dezvăluit proprietățile sale esențiale.
Promețiul este unul dintre cele 15 lantanide din ultima parte a tabelului periodic. Aceste metale, cunoscute sub numele de pământuri rare, sunt importante în electronica modernă datorită magnetismului lor puternic și proprietăților optice neobișnuite.
„Laserele și ecranele smartphone-urilor le folosesc. Magneții lor puternici sunt folosiți în turbinele eoliene și în vehiculele electrice”, a citat Ilja Popovs, coautor al unui nou studiu Nature.
Metalele precum promețiul, foarte rare și greu de studiat
În 1945, oamenii de știință de la Oak Ridge National Laboratory (ORNL) au descoperit promețiul, care are unele utilizări în bateriile atomice și în diagnosticarea cancerului. Oamenii de știință știu puține lucruri despre chimia elementului, ceea ce împiedică o utilizare mai largă.
Alexander Ivanov, cercetător în domeniul cercetării și dezvoltării la ORNL, a declarat pentru Live Science că găsirea unui eșantion adecvat a făcut ca studiul elementului radioactiv să fie dificil timp de decenii.
„Promețiul nu are un izotop stabil - toate sunt radioactive, ceea ce înseamnă că se dezintegrează [în alte elemente] cu timpul”, a declarat Ivanov. „Obții acest element printr-un proces de fisiune, așa că este rar și dificil de studiat”.
Singurul producător american de promețiu-147, un izotop radioactiv cu un timp de înjumătățire de 2,6 ani, este ORNL. Din fluxurile de deșeuri de reactoare nucleare, cercetătorii au separat acest izotop folosind o metodă dezvoltată anul trecut pentru a crea cea mai pură mostră pentru studiu.
Tabel periodic. Sursa foto: Wikipedia
Echipa a format apoi un complex stabil de apă cu acest eșantion și un ligand, o moleculă care captează metale. PyDGA, molecula coordonatoare, a format nouă legături promețiu-oxigen, permițând cercetătorilor să studieze pentru prima dată legătura complexă promețiu-oxigen.
Analiza nu a fost ușoară
„Deoarece promețiul este radioactiv, odată ce se dezintegrează, se transmută în elementul adiacent, care este samariul”, a declarat Ivanov. „Așa că veți avea o cantitate infimă de contaminare sub formă de samariu”.
Echipa a folosit spectroscopia de absorbție a razelor X bazată pe sincrotron, o metodă extrem de specializată, specifică elementului. Fotonii de la un accelerator de particule au bombardat complexul de promețiu pentru a cartografia pozițiile atomilor și lungimile legăturilor. Datorită diferențelor subtile în lungimile legăturilor metal-oxigen, echipa s-a putut concentra pe legătura promețiu-oxigen și a putut elimina samariul.
Aceste informații au permis ca proprietățile promețiului să fie comparate pentru prima dată cu cele ale altor complexe de pământuri rare.
„Promețiul a fost ultima piesă de puzzle dintre aceste elemente”, a declarat Popovs.
Sfere metalice. Sursa foto: Youtube
Ligandul a dat naștere unui complex stabil cu aceleași rapoarte de elemente și geometrie pentru toate lantanidele. Acest lucru a permis echipei „să studieze proprietățile fizico-chimice fundamentale ale acestor complecși în întreaga serie”, a spus Popovs.
Oamenii de știință pot îmbunătăți separarea lantanidelor prin înțelegerea tendințelor periodice, cum ar fi lungimile legăturilor și comportamentele de formare a complexelor.
Echipa ORNL studiază promețiul în apă pentru a înțelege mai bine mediul de coordonare și comportamentul chimic al acestuia.
„Să sperăm că informațiile fundamentale pe care le furnizăm vor informa alți oameni de știință despre cum să proiecteze tehnologii de separare mai bune și poate că pot stimula un interes mai mare pentru studierea acestuia pentru alte aplicații”, a declarat Popovs, potrivit yahoo.com.