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 ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ

Образовательное пространство Технологическое м...

Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм

Магнитные материалы традиционно классифицируют...

Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу
Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу

Сильно взаимодействующие системы играют важную...

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...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Nature: Поражение лёгких при COVID долго не проходит из-за реакции иммунитета
Nature: Поражение лёгких при COVID долго не проходит из-за реакции иммунитета
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ
Nature Energy: Создана мембрана для удаления CO2, работающая на влажности
Nature Energy: Создана мембрана для удаления CO2, работающая на влажности
Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа
Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа
PRC: Ядерная структура титана-48 меняется при наблюдении с разного расстояния
PRC: Ядерная структура титана-48 меняется при наблюдении с разного расстояния
PRSBBS: Несколько видов муравьев выработали одинаковые отношения с деревьями
PRSBBS: Несколько видов муравьев выработали одинаковые отношения с деревьями
Кристаллографы СПбГУ раскрыли структуру минерала, открытого более 70 лет назад
Кристаллографы СПбГУ раскрыли структуру минерала, открытого более 70 лет назад
В МТУСИ разработали систему отслеживания модели человека во время фитнеса
В МТУСИ разработали систему отслеживания модели человека во время фитнеса
Студенты СевГУ предложили способ найти сбежавшую собаку при помощи спутника
Студенты СевГУ предложили способ найти сбежавшую собаку при помощи спутника
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Московский Политех открывает «Книгу будущего» для развития инновационных изданий
Московский Политех открывает «Книгу будущего» для развития инновационных изданий
Эффективность светодиодов для дополненной реальности выросла вдвое
Эффективность светодиодов для дополненной реальности выросла вдвое
Advanced Materials: Гидрогелевое средство контрацепции сможет лечить эндометриоз
Advanced Materials: Гидрогелевое средство контрацепции сможет лечить эндометриоз
Nature Physics: Новый коллайдер стал ближе с технологией маршалинга мюонов
Nature Physics: Новый коллайдер стал ближе с технологией маршалинга мюонов

Новости компаний, релизы

Московский вуз готовит профессионалов для защиты учебных заведений
Ведущие игроки агрорынка представят новинки на «Дне поля» в Агробиотехнопарке Казанского ГАУ
Московский Политех и ведущие российские компании запускают 79 практико-ориентированных образовательных программ
Студенты Университета МИСИС выиграли 2.8 млн рублей в хакатоне «Лидеры цифровой трансформации»
U-NOVUS 2024: технологическое развитие России немыслимо без университетов и инвестиций бизнеса в техпред