MY.UAНовини
В США розробили високоефективний метод очищення води від урану
В США розробили високоефективний метод очищення води від урану

В США розробили високоефективний метод очищення води від урану

Дослідницька група під керівництвом Массачусетського технологічного інституту створює електролітичну піну з графену для пристрою, який може вловлювати уран та інші важкі метали з водопровідної води, повідомляє technology.org.

Деякі види забруднення води, такі як цвітіння водоростей та пластмаси, які забруднюють річки, озера та морське середовище, лежать на поверхні. Але інші забруднення виявляюти не так легко, що робить їх вплив потенційно більш небезпечним. Серед цих невидимих ​​речовин - уран. Витікаючи у водні ресурси з видобутку корисних копалин, з ядерних відходів або з природних підземних родовищ, тепер цей елемент можна знайти у водопровідних кранах по всьому світу.

Тільки в Сполучених Штатах "багато районів постраждали від забруднення урану, включаючи гористі рівнини та водоносні горизонти Центральної долини, які забезпечують питною водою 6 мільйонів людей", - каже Ахмед Самі Хелал, докторант кафедри ядерної науки та техніки. Це забруднення становить близьку і нинішню небезпеку. "Навіть невеликі концентрації шкідливі для здоров'я людини", - каже Джу Лі, професор ядерної науки та техніки компанії Battelle Energy Alliance, професор матеріалознавства та техніки.



               Функціоналізована 3D -функціоналізована відновлена ​​піна з оксиду графену (3D -FrGOF) використовується як електрод електролітичного осадження для вилучення урану із забрудненої води.                       Ілюстрація дослідників / MIT

Тепер команда під керівництвом Лі розробила високоефективний метод видалення урану з питної води. Застосовуючи електричний заряд до піни оксиду графену, дослідники можуть захопити уран у розчині, який випадає у вигляді конденсованого твердого кристала. Піну можна використовувати до семи разів без втрати своїх електрохімічних властивостей. “За кілька годин наш процес може очистити велику кількість питної води нижче межі EPA для урану”, - каже Лі.

Стаття, що описує цю роботу, була опублікована в Advanced Materials. Двома першими співавторами є Хелал та Чао Ван, докторант МТІ під час дослідження, який зараз навчається у Школі матеріалознавства та інженерії при Університеті Тонцзі, Шанхай. Дослідники з Національної лабораторії Аргонна, Тайванського національного університету Чяо Тун та Токійського університету також брали участь у дослідженні. Агентство із зменшення загроз оборони (Міністерство оборони США) фінансувало пізніші етапи цієї роботи.

Націлювання на забруднювач

Проект, розпочатий три роки тому, розпочався як спроба знайти кращі підходи до екологічного очищення важких металів з майданчиків видобутку. На сьогодні методи відновлення таких металів, як хром, кадмій, миш'як, свинець, ртуть, радій та уран, виявилися обмеженими та дорогими. “Ці методи дуже чутливі до органічних речовин у воді і погано виділяють забруднення важких металів”, - пояснює Хелал. "Таким чином, вони передбачають тривалий час експлуатації, високі капітальні витрати і в кінці видобутку генерують більш токсичний шлам".

Для команди уран здався особливо привабливою мішенню. Польові випробування Геологічної служби США та Агентства з охорони навколишнього природного середовища (EPA) виявили високий рівень урану, що переміщується у водойми та водоносні горизонти з джерел природних порід на північному сході США, зі ставків та ям, де зберігається стара ядерна зброя та паливо в таких місцях, як Хенфорд , Вашингтон, і від гірничодобувної діяльності, розташованої у багатьох західних штатах. Таке забруднення поширене також у багатьох інших країнах. Тривожна кількість цих сайтів показує концентрації урану, близькі до або вище рекомендованої межі EPA у 30 частин на мільярд (ppb) - рівень, пов'язаний з ушкодженнями нирок, ризиком раку та нейро-поведінковими змінами у людей.

Найважливішою проблемою було знайти практичний процес санації, чутливий виключно до урану, здатний витягнути його з розчину без утворення токсичних залишків. І хоча раніше дослідження показали, що вуглецеве волокно з електричним зарядом може фільтрувати уран з води, результати були частковими та неточними.

Ван вдалося вирішити ці проблеми-на основі її дослідження поведінки графенової піни, що використовується для літій-сірчаних батарей. "Фізичні характеристики цієї піни були унікальними через її здатність притягувати певні хімічні види на свою поверхню", - каже вона. "Я думала, що ліганди в піні графену добре працюватимуть з ураном".

Просто, ефективно та чисто

Команда взялася за перетворення графенової піни в еквівалент уранового магніту. Вони дізналися, що, посилаючи електричний заряд через піну, розщеплюючи воду та виділяючи водень, вони можуть збільшити локальний рН та викликати хімічну зміну, яка витягне іони урану з розчину. Дослідники виявили, що уран прищеплюється на поверхню піни, де утворює ніколи не бачений кристалічний гідроксид урану. При зміні електричного заряду мінерал, схожий на риб'ячу луску, легко зісковзнув з піни.

Потрібні були сотні спроб отримати хімічний склад та електроліз якнайкраще. “Ми продовжували змінювати функціональні хімічні групи, щоб вони працювали належним чином”, - каже Хелал. “І піна спочатку була досить крихкою, вона, як правило, розпадалася на частини, тому нам потрібно було зробити її міцнішою”, - каже Ван.

Цей процес фільтрації урану простий, ефективний та чистий, за словами Лі: “Щоразу, коли він використовується, наша піна може захоплювати в чотири рази більше власної ваги урану, і ми можемо досягти потужності видобутку 4000 мг на грам, що є значне поліпшення порівняно з іншими методами ", - говорить він. "Ми також зробили великий прорив у повторному використанні, тому що піна може пройти сім циклів без втрати ефективності вилучення". Графенова піна функціонує також у морській воді, де вона знижує концентрацію урану з 3 частин на мільйон до 19,9 проміле, показуючи, що інші іони в розсолі не перешкоджають фільтрації.

Команда вважає, що його недорогий та ефективний пристрій може стати новим видом домашнього фільтра для води, який підійде для змішувачів, таких як комерційні бренди. "Деякі з цих фільтрів вже мають активоване вугілля, тому, можливо, ми могли б їх змінити, додавши низьковольтну електрику для фільтрації урану",- каже Лі.

"Видобуток урану, досягнутий цим пристроєм, дуже вражає в порівнянні з існуючими методами", - каже Хо Цзінь Рю, доцент кафедри ядерної та квантової інженерії Корейського науково -технічного інституту. Рю, який не брав участі у дослідженні, вважає, що демонстрація повторного використання графенової піни - це "значний прогрес", і що "технологія місцевого контролю рН для посилення осадження урану буде впливовою, оскільки науковий принцип може бути застосований більш загально до видобутку важких металів із забрудненої води “.

Дослідники вже розпочали дослідження ширшого застосування свого методу. “У цьому є своя наука, тому ми можемо змінити наші фільтри, щоб вони були селективними для інших важких металів, таких як свинець, ртуть та кадмій”, - каже Лі. Він зазначає, що радій є ще однією значною небезпекою для місцевих населених пунктів США та інших країн, де бракує ресурсів для надійної інфраструктури питної води.

"У майбутньому замість пасивного фільтра для води ми могли б використовувати розумний фільтр, що працює від чистої електрики, що включає електролітичну дію, який може витягати багато токсичних металів, підказувати, коли регенерувати фільтр, і давати вам гарантію якості води, яку ви споживаєте".

Автор: Леда Циммерман

Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
13-летняя школьница из Николаевской области родила от взрослого: мужчина придумал, как избежать наказания
TSN
2026-10-03T07:09:14Z
В Тернополе мужчина 5 минут мастурбировал в маршрутке: всё закончилось неожиданно
TSN
2026-10-12T09:03:59Z
14-летняя девушка задушила военного: неожиданные детали преступления в Ровно
MY.UA
2026-10-09T09:27:26Z
Всплыли подробности о пилоте Flydubai, пытавшемся захватить самолет: в сообщениях нашли упоминания об Украине и России
TSN
2026-10-04T16:18:31Z
Трагедия в Черном море: Румыния ищет 7 моряков после атаки дронов
MY.UA
2026-10-16T21:39:19Z
Польша задержала украинца: Третий подозреваемый в поджоге станции Starlink
MY.UA
2026-10-16T19:51:32Z
Трагедия на Львовщине: грузовик сбил 700-килограммового краснокнижного зубра
MY.UA
2026-10-03T14:51:48Z
Россияне пытались перевезти вертолёт Ми-2 на пикапе: автомобиль перевернулся вместе с ним. ВИДЕО
Новости Украины
2026-10-03T14:24:40Z
В Московской области прозвучала серия взрывов, работает ПВО
Gazeta UA
2026-10-03T14:09:01Z
Украинцам могут удвоить стаж для пенсии: какие условия следует выполнить
Знай
2026-10-15T09:21:40Z
Давление может снизиться без таблеток: ученые назвали одно простое упражнение
Comments UA
2026-10-08T21:33:28Z
Что будет с сердцем, костями и уровнем сахара, если каждый день есть вареные яйца: ответ ученых
TSN
2026-10-04T09:48:38Z
Всего два кусочка в день: ученые назвали продукт, который повышает риск деменции
Знай
2026-10-04T08:57:34Z
Смертность до 70%: в США распространяется грибок, который убивает людей
Comments UA
2026-10-16T20:18:08Z
Небо вместо дорог: дроны будут спасать жизни, доставляя органы за считанные минуты
MY.UA
2026-10-16T16:46:34Z
Никогда не ложитесь спать в это время: врачи объяснили, чем это угрожает здоровью
TSN
2026-10-07T09:36:29Z
Родственник Кашпировского раскрыл его смертельный диагноз и каковы были последние дни шарлатана
TSN
2026-10-04T11:51:28Z
Чем полезны белые грибы для организма: какие витамины содержат и кому их не стоит есть
TSN
2026-10-15T11:12:45Z
Не мусор, а сокровище: зачем всё больше людей собирают луковую шелуху в банки
GlavRed
2026-10-16T01:54:03Z
Не пропустите эти дни: когда квасить капусту в октябре 2026 года, чтобы была хрустящей
TSN
2026-10-14T16:06:23Z
Никогда не делайте этого с унитазом: сантехники назвали три ошибки, которые могут дорого стоить
TSN
2026-10-03T15:36:22Z
Жир и нагар сойдут сами за считанные минуты: залейте сковородки и противень этим домашним раствором
TSN
2026-10-04T08:18:57Z
У Тельцов – перемены, у Дев – неудачные покупки: гороскоп на выходные
Comments UA
2026-10-16T18:09:54Z
Зачем класть туалетную бумагу в холодильник: этот необычный трюк вас удивит
TSN
2026-10-16T16:06:48Z
Гороскоп на сегодня, 16 октября: Весам пора решаться, а Львам - выходить из тени
Знай
2026-10-16T01:30:13Z
Что положить в бумажник, чтобы в нем всегда были деньги: трюки, которые действительно работают
TSN
2026-10-05T16:06:18Z
Никогда не кричите эти семь слов своей собаке: кинологи объяснили, чем это может навредить
TSN
2026-10-03T16:06:20Z
Шорты и хвост: худющую Пугачеву засняли на улице с Галкиным
GlavRed
2026-10-12T09:57:06Z
Муж Ирины Федишин рассказал о сложных родах и потере дочери
MY.UA
2026-10-15T07:08:08Z
Стилистка рассказала, как выбрать модный пуховик: на что нужно обратить внимание
GlavRed
2026-10-16T13:00:22Z
Зазомбированная Повалий развлекла оккупантов украинской песней и выдала новую порцию кремлевского бреда
TSN
2026-10-05T16:36:36Z
Спасение от серой рутины: Обзор четвертого сезона мультсериала «Легенда о Vox Machina» от Amazon
GameMag
2026-10-16T21:12:33Z
Оригинальный голос Джеймса Сандерленда раскритиковал актерскую игру в ремейке Silent Hill 2 от Bloober Team
GameMag
2026-10-16T20:24:53Z
Пресняков изменил жене прямо во время концерта: она отреагировала
GlavRed
2026-10-04T19:57:21Z
Белый мрамор уже не в моде: что выбирают для кухни в 2027 году
GlavRed
2026-10-04T17:09:45Z
Где сейчас "Холостяк" Алекс Топольский: Решетник разоблачил правду о бегстве звезды из Украины
TSN
2026-10-16T08:36:40Z
Последняя воля «экстрасенса»: гроб с телом Кашпировского втайне привезли из России и похоронили рядом с дочерью. ФОТО
Новости Украины
2026-10-13T15:33:05Z
7 октября – важный церковный праздник: что можно и чего не стоит делать
Знай
2026-10-07T06:57:53Z
Украинцы изменили мнение о завершении войны: что показал новый опрос
TSN
2026-10-06T13:06:52Z
С 2027 года "Защита Украины" станет обязательным во всех школах: детей научат управлять дронами
Знай
2026-10-05T17:36:07Z
Дефицит ракет Patriot и THAAD: США предупредили о длительной нехватке до 2030 года
MY.UA
2026-10-17T00:43:54Z
Польша подняла истребители и ПВО: сирены из-за атаки России
MY.UA
2026-10-16T23:57:50Z
РФ разработала быстрое, дешевое и смертоносное оружие для ударов по Украине, - Forbes
UAToday
2026-10-05T10:33:48Z
Оригиналы справок лучше не отдавать: что советуют сделать перед ВВК
Знай
2026-10-05T03:27:52Z
Неожиданный сигнал: Почему поляки получили экстренные предупреждения из-за Украины
MY.UA
2026-10-04T21:15:27Z
Пропустите срок — потеряете часть пенсии: ПФУ предупредил украинцев
Знай
2026-10-04T11:36:06Z
Украину превратят в "серую зону": эксперт ошарашил заявлением о страшном плане ЕС
Comments UA
2026-10-07T12:24:48Z
Украинским пенсионерам будут платить за переводы с карты на карту: кому и сколько
Знай
2026-10-04T12:15:24Z
Обучение, ипотека и другие расходы: украинцы могут вернуть часть денег
Знай
2026-10-04T06:15:50Z
Хлеб подорожает еще на 5% до Нового года: почему дешевое зерно не снизит цены
Знай
2026-10-16T23:00:54Z
Миллионные ремонты не гарантируют тепла: почему прифронтовые города рискуют остаться без отопления
Знай
2026-10-16T22:42:32Z
Одна справка может сыграть в пользу пенсионера: как увеличить пенсию
Знай
2026-10-04T04:27:17Z
Долг меньше полупрожиточного минимума: за что теперь категорически запрещено брать деньги
Знай
2026-10-04T02:15:49Z
Участок в 1,2 га на Киевщине продают за 4 млн грн: оценщик — фигурант уголовного дела
Знай
2026-10-04T01:45:42Z
Магнитная буря 16 октября: чего ожидать от активности Солнца
TSN
2026-10-16T03:33:02Z
ТЦК насильно отбирают телефон: 4 шага, которые помогут себя защитить
Знай
2026-10-14T05:15:29Z
Магнитная буря 16 октября: какая ее мощность
UAToday
2026-10-16T14:06:10Z
Activision считает, что пресса перестала по достоинству оценивать игры серии Call of Duty
GameMag
2026-10-15T18:42:08Z
200 Мп камеры и 9000 мА·ч: будущие флагманы OnePlus Ace 7 и 7 Pro
MY.UA
2026-10-17T00:28:34Z
OpenAI запустила "ChatGPT for Teens": правила безопасности для родителей подростков
Знай
2026-10-17T00:00:31Z
На Солнце произошла мощная вспышка: сколько баллов будет магнитная буря 7 октября
TSN
2026-10-07T03:36:41Z
Хакеры взломали реестр населения Дании: доступ к данным 8,8 миллиона человек
MY.UA
2026-10-06T03:47:07Z
Аккумулятор на 7000 мАч за 170 долларов: раскрыт выносливый смартфон Realme
Фокус
2026-10-05T19:03:59Z
Путин готовити страшную беду для четырех областей: военные ошарашил угрозой
Comments UA
2026-10-16T16:48:15Z
Страх и бизнес с Путиным: почему Европа и США просто наблюдают, как Россия добивает Украину
TSN
2026-10-03T09:57:37Z
Трамп признался, что у него очень серьезные проблемы со здоровьем
Comments UA
2026-10-15T19:12:49Z
«Они это начали»: Путин отверг «перемирие» Трампа и пригрозил Украине новыми ударами по инфраструктуре
Новости Украины
2026-10-15T16:57:38Z
В Конгресс США внесли законопроект против соглашения Трампа с РФ: что хотят заблокировать
TSN
2026-10-17T00:51:43Z
Москву массированно атаковали дроны: Собянин заявил о десятках сбитых БпЛА
TSN
2026-10-16T23:36:49Z
Бомбардировать до капитуляции: Кремль хочет "выключить" три крупнейших города Украины - NYT
TSN
2026-10-15T15:54:42Z
«Не буду президентом 40 лет»: Зеленский сделал заявление на фоне требований Трампа об отставке
TSN
2026-10-15T15:30:43Z
Мадяр окончательно пошел по пути Орбана: политик ошеломил заявлением о будущем Украины
Comments UA
2026-10-15T12:54:04Z
Допросили, привязали к столбам и расстреляли в затылок: СБУ установила ещё пятерых оккупантов причастных к убийству пленных в Волчанске
Новости Украины
2026-10-16T14:03:30Z
Добивают переправу: российский беспилотник пробил дыру в Северном мосту Киева. ВИДЕО
Новости Украины
2026-10-04T07:54:20Z
Снега не увидим? Синоптики ошеломили прогнозом на зиму
Знай
2026-10-03T15:15:04Z
Россия взялась за мосты Киева: с какой новой угрозой столкнулась столица
Comments UA
2026-10-03T15:00:56Z
Ночная атака: россияне ударили по Тернопольщине и Волыни, есть погибший
MY.UA
2026-10-17T00:13:11Z
Россияне атаковали Сумщину: семеро раненых, оккупанты ударили повторно по людям
TSN
2026-10-16T22:21:09Z
«Шанс выжить»: Лубинец призвал дать безопасный коридор людям из оккупированных Олешек, которые самостоятельно выезжают из города
Новости Украины
2026-10-03T14:51:07Z
Заморозки в большинстве областей: какая погода будет в воскресенье
Gazeta UA
2026-10-03T14:36:46Z
Автомобили для фронта: какие цифры засекретили на Полтавщине
Comments UA
2026-10-03T12:51:05Z
Конкурент Ford Puma: чем удивит новый Hyundai Bayon
Фокус
2026-10-13T07:27:09Z
Почему гибрид может разочаровать: пять недостатков, о которых в автосалоне умалчивают
Фокус
2026-10-12T14:03:01Z
На дорогах Европы появились странные цветные метки: что нужно знать водителям
Фокус
2026-10-16T15:03:00Z
Три полезные кнопки в машине, которые большинство водителей забывает использовать
TSN
2026-10-16T14:36:32Z
Эвакуировать машину могут не за каждое нарушение: когда водителям грозит штрафплощадка
Знай
2026-10-16T14:21:09Z
Летающая Тесла: Илон Маск презентовал в Техасе революционный Roadster с ракетными технологиями
Comments UA
2026-10-16T13:33:17Z
Маск представил Tesla Roadster: спорткар летал и разгонялся до 100 км/ч за 0,81 секунды
MY.UA
2026-10-16T05:59:41Z
Porsche готовит бензиновую замену Macan: прототип заметили на тестах
Фокус
2026-10-15T12:57:45Z
В Киеве заметили ультраредкий "Гелендваген": всего 120 в мире
Фокус
2026-10-15T09:12:54Z
Реванш между Даниэлем Дюбуа и Фабио Уордли: детали поединка
Gazeta UA
2026-10-14T14:33:30Z
"Мы доминировали": Мальдера назвал причины поражения сборной Украины от венгров
ZN UA
2026-10-05T21:54:41Z
Мальдера объявил заявку: семь игроков пропустят матч Украины с Венгрией
MY.UA
2026-10-05T06:29:33Z
Фьюри заявил, что обговорил с Усиком проведение третьего боя в Нью-Йорке
ZN UA
2026-10-04T09:30:03Z
«Она не дышит»: обнародована запись вызова 911 в день смерти Хайден Панеттьери
MY.UA
2026-10-16T21:08:31Z
Трагическое известие: бывший футболист сборной Украины погиб на войне
MY.UA
2026-10-16T20:22:21Z
Непобедимый "Манчестер Сити" уничтожил "Ливерпуль" 3:0 после финансового скандала
MY.UA
2026-10-12T02:52:45Z
Красная карточка для Инфантино: чиновники ФИФА устроили скандал из-за Трампа и "премии мира"
Новости Украины
2026-10-16T17:33:03Z
На каком месте Усик: Дюбуа возглавил рейтинг лучших супертяжеловесов
Gazeta UA
2026-10-16T12:57:15Z