بازیافت پسماند‌های رادیواکتیو با نانوذرات امکان پذیر شد

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، به گفته برخی کارشناسان، انرژی هسته‌ای راه حلی برای تامین نیاز‌های روبه رشد انرژی جهان، بدون تولید گاز‌های گلخانه‌ای است. دانشمندان نیازمند راهی هستند تا ایزوتوپ‌های رادیواکتیو را از دو بخش پساب‌های ناشی از نیروگاه‌ها و محیط (درصورت پخش شدن مواد) حذف کند.

آزاد شدن تصادفی پسماند‌های رادیواکتیو مانند فجایعی که در برنامه‌های هسته‌ای چرنوبیل و فوکوشیما رخ داد، تهدید‌های بزرگی را برای محیط زیست، انسان‌ها و حیات وحش به بار می‌آورد. دانشمندان برای جذب، جدا کردن، حذف و بازیافت اورانیوم رادیواکتیو از آب موادی تهیه کرده‌اند؛ اما این مواد محدودیت‌هایی دارند. یکی از رویکر‌دهای امیدوار کننده اخیر استفاده از چارچوب‌های آلی-فلزی (MOF) است؛ ترکیباتی که می‌توانند مواد خاصی مانند اورانیوم رادیواکتیو را بوسیله ساختار متخلخلشان جذب کنند. محققان قصد دارند تا با اضافه کردن میکروموتور‌هایی به چارچوب‌های آلی فلزی میله‌ای شکل با نام ZIF-۸ به روشی سریعتر برای حذف پسماند‌ها دست یابند.

برای ساختن این میکروربات ها، محققان میله‌های ZIF-۸ را با قطری در حدود ۱۵/۱ قطر موی انسان طراحی کرده اند. آن‌ها به منظور تثبیت ساختار‌ها و ایجاد خاصیت مغناطیسی، به میله‌ها اتم‌های آهن و نانوذرات آهن اکسید اضافه کردند. در انتهای هر میله نیز نانوذرات کاتالیزوری از جنس پلاتین قرار دادند تا هیدروژن پراکسید«سوخت» در آب را به حباب‌های اکسیژن تبدیل کند که می‌تواند میکروربات‌ها را در سرعتی تقریبا ۶۰ برای طولشان در هر ثانیه سوق دهد.

 

در شبیه سازی پساب‌های رادیواکتیو میکروربات‌ها در هر ساعت ۹۶ درصد اورانیوم را حذف می‌کنند. سپس گروه میله‌های اورانیومی را با آهنربا جمع کرده، اورانیوم را خارج می‌کنند و به این ترتیب ربات‌ها بازیابی می‌شوند. محققان می‌گویند این ربات‌ها روزی می‌توانند در سازمان دهی و بهبود مشکل پسماند‌های رادیواکتیو کمک کنند.