Ученые разработали новый дешевый и эффективный метод выделения изотопов

В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, ученые под руководством Юань Яна, доцента кафедры материаловедения Колумбийского инженерного института продемонстрировали новую методику выделения изотопов.

Высокие ставки

Кислород — важнейший компонент позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), которую используют онкологи для поиска опухолей. Но не всякий кислород может быть использован. Большинство атомов кислорода имеют восемь нейтронов, но примерно один из 500 атомов имеет десять нейтронов. Эти дополнительные нейтроны необходимы для работы ПЭТ-сканеров.

Проблема

Выделение чуть более тяжелых атомов кислорода обходится очень дорого. Кубометр обычной воды (H2O) из крана стоит менее 2 долларов. Когда легкие атомы кислорода (и водорода) удаляются, оставшиеся тяжелые атомы кислорода стоят около 30 000 долларов.

Прорыв

Исследователи из Колумбийского университета придумали, как выделять более тяжелые или более легкие атомы — так называемые изотопы — путем растворения целевого элемента и солей в воде, а затем прокручивания этого раствора в центрифуге. Этот способ более эффективен, дешев и прост в масштабировании, чем современные методы, в которых также используются токсичные химические вещества, не требующиеся для нового метода.

Более широкое применение

Чистые изотопы чрезвычайно полезны — и чрезвычайно ценны. Ежегодно десятки миллионов людей во всем мире проходят медицинские тесты, для которых требуется трудноизвлекаемый изотоп 100-молибден. Изотоп кальция Ca-48 настолько редок и востребован, что один его грамм сегодня стоит 500 000 долларов. А если ядерный синтез станет жизнеспособным источником энергии, то для удовлетворения мировых энергетических потребностей потребуются тысячи тонн изотопа лития.

Заглядывая в будущее

После сотрудничества с Columbia Technology Ventures для патентования новой технологии исследователи обратились к нескольким компаниям с предложением о создании прототипов и разработке установки для начала выделения изотопов. С помощью вычислительного моделирования они нашли несколько инновационных методов, позволяющих еще больше повысить эффективность метода.

Узнать подробнее

Результаты исследования описаны в статье, опубликованной 12 июля в журнале Science Advances.

13.07.2023


Подписаться в Telegram



Хайтек

В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом

С помощью большой языковой модели инженеры Мас...

Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах

Исследовательская группа, работающая в UN...

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского универси...

PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути

Исследователи из Принстона применили спле...

Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ

Ученые из Томского политехнического униве...

Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптич...

Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения

Мемристорные устройства представляют собой кат...

Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников

Замещающее легирование чужеродными элементами ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса