Удаление радиоактивных материалов из загрязненной воды является сложной и тяжело реализуемой с технической точки зрения задачей, что очень наглядно продемонстрировала авария, произошедшая на японской атомной электростанции Фукусима. Но в будущем станет возможным более легко справиться с последствиями радиоактивного загрязнения благодаря совместной работе ученых из Московского государственного университета имени Ломоносова и университета Райс в Хьюстоне, которые обнаружили, что частицы окиси графена, помещенные в загрязненную воду, адсорбируют ионы радиоактивных материалов и сбиваются в твердые плотные образования, которые остается только собрать механическим способом и избавиться от них.
В настоящее время для очистки воды от радиоактивного загрязнения используют сложные установки, в которых применяют бетонитные глины, активированный уголь и другие химические препараты. Но использование частиц окиси графена позволяет производить очистку воды намного более эффективно. Большая площадь поверхности плоских частиц окиси графена позволяет каждой частице адсорбировать большее количество токсичных ионов, весь процесс очистки занимает всего несколько минут времени. Сбившийся в твердое тело материал остается радиоактивным и для его извлечения из воды и избавления от него требуется применять соответствующие методы.
Во время проведения тестовых испытаний микроскопические пластинки оксида графена, имеющие толщину в один атом, были добавлены в воду, содержащую соли урана и плутония, наряду с солями кальция и натрия, которые, как показывали предыдущие эксперименты, оказывали отрицательное влияние на адсорбирующие свойства оксида графена. Тем не менее, добавка из оксида графена смогла "быстро собрать в плотные образования все имеющиеся токсины, независимо от температуры и показателя pH-фактора воды".
"Для того, что бы очистить огромные бассейны с радиоактивной водой, такие, которые имеются на Фукусиме, требуется добавить в воду достаточное количество окиси графена и отфильтровать образовавшееся после этого твердое вещество. Такой метод позволяет избавиться не только от твердых частиц радиоактивных материалов, но и от ионов радиоактивных веществ, находящихся в воде в растворенном состоянии" - рассказывает Джеймс Тур (James Tour), ученый-химик из университета Райс, который проводил исследования вместе с москвичом Степаном Калмыковым, - "После фильтрации остается только сжечь собранный материал. Окись графена горит очень интенсивно и быстро, не оставляя никакого остатка. В результате остаются только лишь радиоактивные материалы, которые можно утилизировать или использовать повторно".
Наряду с использованием технологии очистки для ликвидации аварий на ядерных объектах, считают исследователи, данную технологию очистки можно использовать для эффективного удаления радиоактивных материалов, с которыми сталкиваются в промышленности на некоторых этапах переработки руд некоторых редкоземельных металлов.