Présenté cette semaine
Le plutonium est un élément chimique radioactif transuranien avec le symbole Pu et le numéro atomique 94. C'est un métal actinide d'apparence gris argenté qui se ternit lorsqu'il est exposé à l'air et forme un revêtement terne lorsqu'il est oxydé. L'élément présente normalement six allotropes et quatre états d'oxydation. Il réagit avec le carbone, les halogènes, l'azote, le silicium et l'hydrogène. Lorsqu'il est exposé à l'air humide, il forme des oxydes et des hydrures qui dilatent l'échantillon jusqu'à 70% en volume, qui à leur tour s'écaillent sous forme de poudre pyrophorique. Il est radioactif et peut s'accumuler dans les os, ce qui rend la manipulation du plutonium dangereuse. [1] De très petites quantités de plutonium se produisent naturellement. Le plutonium-239 et le plutonium-240 se forment dans les centrales nucléaires lorsque l'uranium-238 capture des neutrons. [2]
FArticles mangés
Il a fallu l'un des lasers les plus puissants de la planète, mais les scientifiques l'ont fait. Ils ont confirmé l'existence de la glace chaude «superionique» - de l'eau gelée qui peut rester solide à des milliers de degrés de chaleur. Cette forme bizarre de glace est possible en raison d'une pression énorme, et les résultats de l'expérience pourraient faire la lumière sur la structure intérieure de planètes de glace géantes telles qu'Uranus et Neptune. À la surface de la Terre, les points d'ébullition et de congélation de l'eau ne varient que très peu - généralement bouillant lorsqu'il fait très chaud et geler lorsqu'il fait froid. Mais ces deux changements d'état sont à la merci de la pression (c'est pourquoi le point d'ébullition de l'eau est plus bas à des altitudes plus élevées). Dans le vide de l'espace, l'eau ne peut exister sous sa forme liquide. Il bout et se vaporise immédiatement même à -270 degrés Celsius - la température moyenne de l'Univers - avant de se désublimer en cristaux de glace. Mais il a été théorisé que dans des environnements à très haute pression, le contraire se produit: l'eau se solidifie, même à des températures extrêmement élevées. Les scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory l'ont directement observé pour la première fois tout récemment, détaillé dans un article de l'année dernière. Ils ont créé Ice VII, qui est la forme cristalline de la glace au-dessus de 30,000 fois la pression atmosphérique de la Terre, soit 3 gigapascals, et l'ont dynamitée avec des lasers. La glace résultante avait un flux conducteur d'ions, plutôt que d'électrons, c'est pourquoi on l'appelle glace superionique. Maintenant, ils l'ont confirmé avec des expériences de suivi. Ils ont proposé que le nouveau formulaire soit nommé Ice XVIII. Dans l'expérience précédente, l'équipe n'avait pu observer que des propriétés générales, telles que l'énergie et la température; les détails les plus fins de la structure interne restaient insaisissables. Ils ont donc conçu une expérience utilisant des impulsions laser et la diffraction des rayons X pour révéler la structure cristalline de la glace. «Nous voulions déterminer la structure atomique de l'eau superionique», a déclaré la physicienne Federica Coppari du LLNL. «Mais étant donné les conditions extrêmes dans lesquelles cet état insaisissable de la matière devrait être stable, comprimer l'eau à de telles pressions et températures et prendre simultanément des instantanés de la structure atomique était une tâche extrêmement difficile, qui nécessitait une conception expérimentale innovante. Voici ce design. Tout d'abord, une fine couche d'eau est placée entre deux enclumes en diamant. Ensuite, six lasers géants sont utilisés pour générer une série d'ondes de choc à une intensité progressivement croissante pour comprimer l'eau à des pressions allant jusqu'à 100 à 400 gigapascals, soit 1 à 4 millions de fois la pression atmosphérique de la Terre. En même temps, ils produisent des températures comprises entre 1,650 2,760 et 5,505 XNUMX degrés Celsius (la surface du Soleil est de XNUMX XNUMX degrés Celsius). Cette expérience a été conçue pour que l'eau gèle lorsqu'elle est comprimée, mais comme les conditions de pression et de température ne pouvaient être maintenues que pendant une fraction de seconde, les physiciens n'étaient pas certains que les cristaux de glace se formeraient et se développeraient. Ils ont donc utilisé des lasers pour faire exploser un minuscule morceau de feuille de fer avec 16 impulsions supplémentaires, créant une onde de plasma qui a généré un flash de rayons X précisément au bon moment. Ces flashs diffractaient les cristaux à l'intérieur, montrant que l'eau comprimée était en effet gelée et stable. «Les diagrammes de diffraction des rayons X que nous avons mesurés sont une signature sans ambiguïté pour les cristaux de glace denses se formant lors de la compression ultra-rapide des ondes de choc, démontrant que la nucléation de la glace solide à partir de l'eau liquide est suffisamment rapide pour être observée à l'échelle de la nanoseconde de l'expérience», a déclaré Coppari. Ces rayons X ont montré une structure jamais vue auparavant - des cristaux cubiques avec des atomes d'oxygène à chaque coin et un atome d'oxygène au centre de chaque face. «Trouver des preuves directes de l'existence d'un réseau cristallin d'oxygène apporte la dernière pièce manquante au puzzle concernant l'existence de la glace d'eau superionique», a déclaré le physicien Marius Millot du LLNL. «Cela renforce les preuves de l'existence de glace superionique que nous avons collectée l'année dernière.» Le résultat révèle un indice sur la façon dont des géants de glace tels que Neptune et Uranus pourraient avoir des champs magnétiques aussi étranges, inclinés à des angles bizarres et avec des équateurs qui ne font pas le tour de la planète. Auparavant, on pensait que ces planètes avaient un océan fluide d'eau ionique et d'ammoniac à la place d'un manteau. Mais les recherches de l'équipe montrent que ces planètes pourraient avoir un manteau solide, comme la Terre, mais fait de glace superionique chaude au lieu de roches chaudes. Parce que la glace superionique est hautement conductrice, cela pourrait influencer les champs magnétiques des planètes. «Parce que la glace d'eau dans les conditions intérieures d'Uranus et de Neptune a un réseau cristallin, nous soutenons que la glace superionique ne devrait pas couler comme un liquide tel que le noyau externe de fer fluide de la Terre. Au contraire, il est probablement préférable d'imaginer que la glace superionique coulerait de la même manière que le manteau terrestre, qui est fait de roche solide, mais s'écoule et supporte des mouvements convectifs à grande échelle sur les très longues échelles de temps géologiques », a déclaré Millot.
http://www.sciencealert.com.au
Les chercheurs ont mis au point une méthode basée sur l'électrochimie pour détecter les surfactants, en particulier le sulfonate de perfluorooctane (SPFO) et l'acide perfluorooctanoïque (PFOA), avec une sensibilité et une spécificité élevées (Anal. Chem. 2019, DOI: 10.1021 / acs.analchem.9b01060). Les tensioactifs perfluorés sont très stables en raison des groupements perfluoroalkyle et sont courants dans des produits comme les revêtements antiadhésifs et les mousses anti-incendie. L'exposition chronique à deux de ces substances perfluoroalkyle, le SPFO et l'APFO, a été liée à des problèmes de santé chez l'homme. Bien que ces deux produits chimiques ne soient plus utilisés dans l'industrie, ils persistent dans l'environnement et peuvent contaminer l'eau potable. Long Luo, chimiste analytique à la Wayne State University, a commencé sa recherche d'un nouveau moyen de détecter ces produits chimiques nocifs après un tel événement de contamination par le PFOS / PFOA dans une ville du Michigan au cours de l'été 2018. La méthode de détection la plus couramment utilisée utilise la chromatographie liquide haute performance avec spectrométrie de masse en tandem (HPLC-MS / MS), qui nécessite une instrumentation complexe et peut coûter jusqu'à 300 $ par échantillon, dit Luo. Dans l'espoir de développer une méthode plus simple et moins coûteuse, l'équipe s'est tournée vers l'électrochimie. Leur méthode est basée sur un phénomène connu sous le nom de nucléation électrochimique des bulles. L'application d'un potentiel électrique à une électrode dans une solution aqueuse divise l'eau en hydrogène gazeux et en oxygène. L'augmentation du courant augmente la concentration de gaz près de l'électrode jusqu'à ce qu'une bulle se forme, bloquant la surface de l'électrode et faisant chuter le courant. Les tensioactifs réduisent la tension superficielle et facilitent la formation de telles bulles, ce qui signifie que la quantité de courant nécessaire pour former ces bulles est inversement proportionnelle à la concentration du tensioactif. Pour tester leur méthode, Luo et ses collaborateurs ont fabriqué de minuscules électrodes en platine de moins de 100 nm de diamètre (les petites électrodes sont plus sensibles). L'équipe a pu détecter des concentrations de SPFO et d'APFO aussi faibles que 80 µg / L et 30 µg / L, respectivement. La préconcentration des échantillons à l'aide de l'extraction en phase solide a déplacé la limite de détection en dessous de 70 ng / L - le niveau d'avis sanitaire pour l'eau potable fixé par les États-Unis Agence de Protection de l'Environnement. La méthode est également restée sensible et sélective pour la détection de tensioactifs même en présence d'une concentration 1,000 fois plus élevée de poly (éthylène glycol), une molécule non tensioactive avec un poids moléculaire similaire à celui du SPFO. «Les méthodes électrochimiques, en général, sont très prometteuses pour mesurer de très faibles concentrations de contaminants dans des matrices complexes», déclare Michelle Crimi, ingénieure en environnement à l'Université Clarkson. «J'ai hâte d'en savoir plus sur l'avenir de cette technologie, y compris sa validation dans des échantillons d'eau contaminés sur le terrain.» Créer un appareil portable pour tester l'eau dans les ruisseaux et autres sites sur le terrain - pas seulement l'eau potable - est le but ultime, dit Luo. Une étape importante de ce processus consistera à développer une phase de prétraitement pour éliminer d'autres tensioactifs qui favorisent également la formation de bulles au niveau des électrodes, comme le dodécyl sulfate de sodium.
