- 10,573
- 18
- 8 Ноя 2022
Современные исследования ORNL превращают редкий элемент в ключ к новым технологиям.
Учёные из Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) обнаружили ранее неизвестные свойства прометия, редкоземельного элемента, который оставался малоизученным с момента его открытия 80 лет назад. Это важное исследование, опубликованное в журнале Nature, знаменует значительный прогресс в изучении редкоземельных элементов и может изменить учебники по химии.
<h3>История открытия прометия</h3> Прометий, элемент с атомным номером 61, был открыт в середине XX века, и его история открытия представляет собой важную веху в области ядерной химии и физики. Открытие прометия стало возможным благодаря интенсивным исследованиям в области редкоземельных элементов, которые активно велись в первой половине XX века. Элемент был назван в честь Прометея, мифологического героя, который принес огонь людям, что символизировало свет знаний и открытий.
Первооткрывателями прометия считаются американские химики Джейкоб Марински, Лоуренс Гленденин и Чарльз Кориелл, которые в 1945 году смогли выделить его из продуктов деления урана в реакторе на Ок-Риджской национальной лаборатории. Хотя до этого момента существовали теоретические предположения о существовании элемента с номером 61, именно их работа дала первые убедительные доказательства его существования. Открытие прометия было официально подтверждено и опубликовано в 1947 году.
Однако стоит отметить, что работа Марински и его коллег была не первой попыткой открыть этот элемент. Еще в 1920-х годах итальянский химик Луиджи Роландо и несколько других ученых утверждали, что нашли элемент 61, но их результаты не были признаны научным сообществом из-за отсутствия надежных доказательств. Таким образом, только в 1940-х годах, с развитием технологий и методов ядерной химии, стало возможным окончательно доказать существование прометия и включить его в Периодическую таблицу элементов.
<h3>Исследование свойств прометия</h3> Исследовательская группа из ORNL приготовила химический комплекс прометия, что позволило впервые охарактеризовать его в растворе. Через серию тщательных экспериментов учёные раскрыли секреты этого крайне редкого лантаноида, чей атомный номер 61.
Илья Попов, со-руководитель исследования из ORNL, подчеркнул сложности изучения прометия: «Поскольку у него нет стабильных изотопов, прометий был последним открытым лантаноидом и самым трудным для изучения».
Лантаноиды (элементы с 57 по 71 номер в периодической таблице) являются важными компонентами многих современных технологий, от лазеров до лекарств против рака. Однако недостаток знаний о прометии был значительным пробелом в науке.
Санта Янсоне-Попова, со-руководитель исследования из ORNL, подчеркнула важность этого исследования: «Существуют тысячи публикаций по химии лантаноидов без упоминания прометия. Это был явный пробел для всей науки. Учёным приходилось предполагать большинство его свойств. Теперь мы можем их измерить».
<h3>Совместные усилия национальных лабораторий</h3> Успех исследования стал возможен благодаря уникальным ресурсам и опыту национальных лабораторий Министерства энергетики США. Команда использовала исследовательский реактор, горячие камеры, суперкомпьютеры и знания 18 учёных из различных областей.
Для изучения свойств прометия учёные ORNL связали радиоактивный прометий-147 со специальными органическими молекулами, называемыми дигликоламидными лигандами. Используя рентгеновскую спектроскопию, они впервые определили длину химической связи прометия с соседними атомами.
Прометий чрезвычайно редок; в земной коре его содержится лишь около полу килограмма в любой момент времени. В отличие от других редкоземельных элементов, только небольшие количества синтетического прометия доступны из-за отсутствия стабильных изотопов. ORNL является единственным производителем прометия-147 в США.
<h3>Понимание лантаноидного сжатия</h3> Одним из самых значительных результатов исследования стало первое доказательство лантаноидного сжатия в растворе для всего ряда лантаноидов, включая прометий. Лантаноидное сжатие — это явление, при котором ионные радиусы элементов с 57 по 71 номер уменьшаются с увеличением атомного номера.
«Это поразительно с научной точки зрения. Когда у нас были все данные, меня поразило, что сжатие химической связи ускоряется вдоль этого ряда атомов, но после прометия значительно замедляется», — отметил Алекс Иванов, ученый из ORNL, который руководил исследованием. Это важный этап в понимании химических связей этих элементов и их структурных изменений вдоль периодической таблицы.
<h3>Влияние на современные технологии</h3> Открытие свойств прометия имеет далеко идущие последствия для современных технологий. Многие редкоземельные элементы, включая лантаноиды и актиноиды, применяются в диагностике и лечении рака, возобновляемой энергетике и ядерных батареях для космических исследований.
Янсоне-Попова подчеркнула важность этого достижения в разделении ценных элементов: «Невозможно использовать все эти лантаноиды как смесь в современных технологиях, сначала их нужно разделить. Именно здесь сжатие становится очень важным; оно позволяет нам разделять их, что до сих пор является сложной задачей».
<h3>Новая эра редкоземельных исследований</h3> Прорывное исследование, проведенное командой ученых, раскрыло тайны прометия - одного из самых загадочных и малоизученных редкоземельных элементов. Это открытие ознаменовало начало новой эры в изучении редкоземельных элементов, внеся значительный вклад в фундаментальную науку. Однако влияние данной работы выходит далеко за рамки академических кругов, поскольку редкоземельные элементы, включая прометий, играют незаменимую роль в современных передовых технологиях, охватывая широкий спектр областей - от медицинского оборудования и возобновляемых источников энергии до космических разработок и телекоммуникационных систем. Это открытие может стать катализатором для дальнейших инноваций и технологического прогресса.
Полное исследование Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся в журнале Nature.
Учёные из Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) обнаружили ранее неизвестные свойства прометия, редкоземельного элемента, который оставался малоизученным с момента его открытия 80 лет назад. Это важное исследование, опубликованное в журнале Nature, знаменует значительный прогресс в изучении редкоземельных элементов и может изменить учебники по химии.
<h3>История открытия прометия</h3> Прометий, элемент с атомным номером 61, был открыт в середине XX века, и его история открытия представляет собой важную веху в области ядерной химии и физики. Открытие прометия стало возможным благодаря интенсивным исследованиям в области редкоземельных элементов, которые активно велись в первой половине XX века. Элемент был назван в честь Прометея, мифологического героя, который принес огонь людям, что символизировало свет знаний и открытий.
Первооткрывателями прометия считаются американские химики Джейкоб Марински, Лоуренс Гленденин и Чарльз Кориелл, которые в 1945 году смогли выделить его из продуктов деления урана в реакторе на Ок-Риджской национальной лаборатории. Хотя до этого момента существовали теоретические предположения о существовании элемента с номером 61, именно их работа дала первые убедительные доказательства его существования. Открытие прометия было официально подтверждено и опубликовано в 1947 году.
Однако стоит отметить, что работа Марински и его коллег была не первой попыткой открыть этот элемент. Еще в 1920-х годах итальянский химик Луиджи Роландо и несколько других ученых утверждали, что нашли элемент 61, но их результаты не были признаны научным сообществом из-за отсутствия надежных доказательств. Таким образом, только в 1940-х годах, с развитием технологий и методов ядерной химии, стало возможным окончательно доказать существование прометия и включить его в Периодическую таблицу элементов.
<h3>Исследование свойств прометия</h3> Исследовательская группа из ORNL приготовила химический комплекс прометия, что позволило впервые охарактеризовать его в растворе. Через серию тщательных экспериментов учёные раскрыли секреты этого крайне редкого лантаноида, чей атомный номер 61.
Илья Попов, со-руководитель исследования из ORNL, подчеркнул сложности изучения прометия: «Поскольку у него нет стабильных изотопов, прометий был последним открытым лантаноидом и самым трудным для изучения».
Лантаноиды (элементы с 57 по 71 номер в периодической таблице) являются важными компонентами многих современных технологий, от лазеров до лекарств против рака. Однако недостаток знаний о прометии был значительным пробелом в науке.
Санта Янсоне-Попова, со-руководитель исследования из ORNL, подчеркнула важность этого исследования: «Существуют тысячи публикаций по химии лантаноидов без упоминания прометия. Это был явный пробел для всей науки. Учёным приходилось предполагать большинство его свойств. Теперь мы можем их измерить».
<h3>Совместные усилия национальных лабораторий</h3> Успех исследования стал возможен благодаря уникальным ресурсам и опыту национальных лабораторий Министерства энергетики США. Команда использовала исследовательский реактор, горячие камеры, суперкомпьютеры и знания 18 учёных из различных областей.
Для изучения свойств прометия учёные ORNL связали радиоактивный прометий-147 со специальными органическими молекулами, называемыми дигликоламидными лигандами. Используя рентгеновскую спектроскопию, они впервые определили длину химической связи прометия с соседними атомами.
Прометий чрезвычайно редок; в земной коре его содержится лишь около полу килограмма в любой момент времени. В отличие от других редкоземельных элементов, только небольшие количества синтетического прометия доступны из-за отсутствия стабильных изотопов. ORNL является единственным производителем прометия-147 в США.
<h3>Понимание лантаноидного сжатия</h3> Одним из самых значительных результатов исследования стало первое доказательство лантаноидного сжатия в растворе для всего ряда лантаноидов, включая прометий. Лантаноидное сжатие — это явление, при котором ионные радиусы элементов с 57 по 71 номер уменьшаются с увеличением атомного номера.
«Это поразительно с научной точки зрения. Когда у нас были все данные, меня поразило, что сжатие химической связи ускоряется вдоль этого ряда атомов, но после прометия значительно замедляется», — отметил Алекс Иванов, ученый из ORNL, который руководил исследованием. Это важный этап в понимании химических связей этих элементов и их структурных изменений вдоль периодической таблицы.
<h3>Влияние на современные технологии</h3> Открытие свойств прометия имеет далеко идущие последствия для современных технологий. Многие редкоземельные элементы, включая лантаноиды и актиноиды, применяются в диагностике и лечении рака, возобновляемой энергетике и ядерных батареях для космических исследований.
Янсоне-Попова подчеркнула важность этого достижения в разделении ценных элементов: «Невозможно использовать все эти лантаноиды как смесь в современных технологиях, сначала их нужно разделить. Именно здесь сжатие становится очень важным; оно позволяет нам разделять их, что до сих пор является сложной задачей».
<h3>Новая эра редкоземельных исследований</h3> Прорывное исследование, проведенное командой ученых, раскрыло тайны прометия - одного из самых загадочных и малоизученных редкоземельных элементов. Это открытие ознаменовало начало новой эры в изучении редкоземельных элементов, внеся значительный вклад в фундаментальную науку. Однако влияние данной работы выходит далеко за рамки академических кругов, поскольку редкоземельные элементы, включая прометий, играют незаменимую роль в современных передовых технологиях, охватывая широкий спектр областей - от медицинского оборудования и возобновляемых источников энергии до космических разработок и телекоммуникационных систем. Это открытие может стать катализатором для дальнейших инноваций и технологического прогресса.
Полное исследование Для просмотра ссылки Войди
- Источник новости
- www.securitylab.ru
