Óxido de grafeno para retirar residuos radiactivos del agua

Según una investigación reciente realizada en la Universidad Estatal Lomonosov de Moscú, Rusia, y la Universidad Rice en Houston, Texas, Estados Unidos, el óxido de grafeno resulta muy superior a otros materiales más cotidianos que se usan para retirar sustancias radiactivas del agua.

El equipo de los químicos Stepan Kalmykov en Rusia y James Tour en Estados Unidos determinó que los "copos" microscópicos de óxido de grafeno, del espesor de un átomo, se enlazan rápidamente con los radionucleidos que resultan tanto de la actividad antropogénica como de la radiación natural, condensándolos en estado sólido. Estos copos son solubles en los líquidos y se pueden fabricar con facilidad en grandes cantidades.

El descubrimiento podría ser de gran ayuda para limpiar sitios contaminados como la central nuclear de Fukushima Daiichi, que resultó gravemente dañada por el terremoto y el tsunami del 2011.

Kalmykov y sus colaboradores probaron el óxido de grafeno sintetizado por el grupo de la Universidad Rice con desechos nucleares simulados, que contenían uranio, plutonio y substancias como el sodio y el calcio que pueden afectar negativamente a su adsorción. Aún así, el óxido de grafeno demostró ser mucho mejor que las arcillas de bentonita y el carbón activado granular usados normalmente para la limpieza nuclear.

El óxido de grafeno introducido en las muestras tóxicas simuladas se coaguló en cuestión de minutos, agrupando rápidamente las peores sustancias tóxicas. El proceso funcionó bien en una amplia gama de valores del pH.

El tubo de la izquierda contiene partículas microscópicas de óxido de grafeno en una solución. En el de la derecha, el óxido del grafeno es agregado a los desechos nucleares simulados que rápidamente se concentran de un modo que permite su fácil extracción. (Foto: Anna Yu. Romanchuk / Universidad Estatal Lomonosov de Moscú)

Capturar los radionucleidos no los hace menos radiactivos, sólo los vuelve más fáciles de ser manipulados. Pero esto ofrece muchas ventajas. Se custodia mejor unos pocos bidones de material radiactivo que una inmensa piscina de agua radiactiva.

En sitios donde existen grandes piscinas de material radiactivo, como en la central nuclear de Fukushima Daiichi, sólo hay que agregar óxido de grafeno y se obtiene un material sólido que ocupa un volumen de espacio muchísimo menor.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Anna Yu. Romanchuk, Alexander Slesarev y Dmitry Kosynkin.

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