05/04/2023

Полимолочная кислота в сочетании с триоксидом вольфрама эффективно блокирует гамма-излучение

Международная группа ученых, в которую вошли специалисты из России (УрФУ), Саудовской Аравии и Египта, выяснила, что полимолочная кислота в сочетании с триоксидом вольфрама эффективно блокирует гамма-излучение. В перспективе на основе нового материала можно будет создавать безопасные и биоразлагаемые экраны для защиты от низкоэнергетического излучения, полагают исследователи. Такие экраны используют в медицине, сельском хозяйстве, пищевой промышленности.

Описание материала опубликовано в журнале Radiation Physics and Chemistry. «Полимолочная кислота — нетоксичный полимер природного происхождения. Она имеет невысокую стоимость и, что немаловажно, может разлагаться с помощью микробов, если поместить ее в промышленную установку при высоких температурах. Поскольку молочная кислота регулярно образуется в качестве побочного продукта метаболизма как у растений, так и у животных, полимолочная кислота и продукты ее распада нетоксичны и безопасны для окружающей среды», — поясняет соавтор разработки, исследователь кафедры экспериментальной физики УрФУ Хешам Закали.

Полимолочная кислота стала популярным вариантом пластиковой упаковки всех видов товаров — от продуктов питания и напитков до косметики и электроники. Однако, несмотря на значительный рыночный потенциал, этот полимер довольно хрупкий: низкая температура термического разложения ограничивает его применение во многих областях. Для улучшения свойств полимолочной кислоты необходимо добавление определенного наполнителя, который может адаптировать ее свойства к конкретным целям.

Ученые выяснили, что таким наполнителем может стать триоксид вольфрама, так как он повышает способность этого биополимера блокировать гамма-излучение, улучшает его структуру, тепловые и оптические свойства. Триокисд вольфрама широко известен, не токсичен. Его активно применяют для создания, в частности, датчиков газа, электрохромных окон, оптических устройств, фотокатализаторов и огнестойких волокон в «умных» окнах.

Чтобы создать материал для экранирования от гамма-излучения, ученые смешали полимолочную кислоту и триоксид вольфрама в качестве наполнителя. В ходе анализа они выяснили, что наполнитель достаточным образом распределяется в полимолочной кислоте и увеличивает ее стабильность при высоких температурах.

Также исследователи экспериментально проверили параметры радиационной защиты усовершенствованного биополимера. Они сделали это с помощью ряда радиоактивных точечных источников, которые испускали фотоны с разным количеством энергии. В результате ученые выяснили, что увеличение количества триоксид вольфрама в полимолочной кислоте уменьшает пропускание гамма-излучения. Этот наполнитель обладает многообещающим потенциалом в улучшении защитных материалов — в частности, радиационных экранов.

«Это щиты, которые устанавливают между источником излучения и людьми/окружающей средой. Важно, чтобы они поглощали максимально возможное количество излучения. Радиационные экраны настраивают в зависимости от области применения, чтобы сделать их предельно эффективными. Это позволяет блокировать большое количество фотонов и сохранять малый вес, прозрачность и стойкость.

Например, бетон эффективно блокирует гамма-излучение при смешивании с определенными веществами-наполнителями, поэтому его долгое время широко используют для облицовки. Однако этот материал недолговечен: со временем он трескается и теряет воду, поэтому для улучшения свойств нужно учитывать весь спектр его особенностей», — говорит Хешам Закали.

Существующие материалы — свинец, пластмассы на основе нефти или бетон — могут быть довольно опасными в том числе из-за токсичности. Они также имеют значительный вес и высокую стоимость. Альтернативой им может стать материал, который получила международная группа ученых.

По мере создания все большего количества технологий, работа которых зависит от излучения, растет потребность в материалах, способных его блокировать. Поэтому в планах ученых рассмотреть новые «умные» материалы с защитными свойствами.


Другие новости этого раздела:

21/04/2025

Южнокорейская Daewoo E&C построит в Туркменабате завод минеральных удобрений

01/04/2025

Yara заявляет о возможном увеличении производства

24/03/2025

Basf объявил о открытии крупнейшего в Европе проекта по производству зеленого водорода

10/03/2025

Maire получила трехлетний контракт от Satorp на оказание инженерных и технологических услуг на НПЗ в Саудовской Аравии

18/02/2025

Марокко планирует достичь производства одного миллиона тонн «зеленого» аммиака к 2027 году

05/02/2025

Кемеровский "Азот" вложил в развитие собственного инженерно-конструкторского центра более 1 млрд рублей

30/01/2025

В планах у ОАО «СМЗ» создание нового разделительного производства

16/01/2025

Yamna намерена создать на территории промышленного комплекса бразильского порта завод по производству экологически чистого аммиака мощностью 1 млн тонн в год

14/01/2025

Genesis fertilizers и Stamicarbon сотрудничают для развития экологически чистого производства карбамида

25/12/2024

IFA учреждает первую премию за научные инновации

«КазАзот» выбрал технологии KBR для своего завода

09/12/2024

В ПАО «Дорогобуж» введена в эксплуатацию девятая установка отгрузки фасованной продукции NPK-удобрений

04/12/2024

Metso представляет интегрированную установку электроосаждения меди для оптимизации производства катодной меди

21/11/2024

Petrobras и Yara подписали соглашения о техническом сотрудничестве и коммерциализации Arla 32

14/11/2024

Завод по производству низкоуглеродных удобрений планируется построить в США