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:

23/01/2024

ЕС одобрил планы компании Fortescue по строительству флагманского завода по производству экологически чистого аммиака в Норвегии

09/01/2024

Tecnimont начала инженерные работы по проекту производства удобрений в Египте

28/12/2023

"Новатэк" получил патент на крупнотоннажные технологии производства низкоуглеродного аммиака

18/12/2023

Фосфорный центр ЕвроХима будет заниматься решением прикладных производственных задач

22/11/2023

С 27 октября 2023 года генеральным директором АО «НИИК» назначен Олег Дроботущенко

"Гродно Азот" подписал контракт с ГИАПом

«Тольяттиазот» в рамках модернизации производства карбамида установит новый пластинчатый теплообменник с воздушным охлаждением

15/11/2023

Allied выбрала технологию динамического "зеленого" аммиака компании Topsoe для строительства завода в Гове

08/11/2023

«Дорогобуж» завершил проект по внедрению в технологическую схему производства аммиака парового котла производительностью 50 тонн в час

02/11/2023

"Газпром нефть" планирует сбыт водорода в Китае через партнеров

31/10/2023

Ученые обнаружили новый метод разделения редкоземельных элементов с помощью бактериального белка

30/10/2023

МИСИС разработал удобрение на основе жидкого стекла с добавлением высушенного геля из мочевины и азотистых соединений

16/10/2023

Государство компенсирует научным организациям, предприятиям и компаниям до 70% затрат на разработку технологий производства, транспортировки и хранения водорода

11/10/2023

НИИК представит собственную крупнотоннажную технологию производства карбамида

04/10/2023

Алексей Беседин назначен техническим директором АО «НИИК»