Por primera vez en los EE. UU., Los científicos de Argonne han utilizado la impresión 3D para aumentar el reciclaje de los precursores de un importante isótopo médico.

El molibdeno-99 (Mo-99) es un isótopo médico importante que se utiliza para ayudar a los radiólogos a detectar enfermedades cardíacas. caries óseas y algunos tipos de cánceres difíciles de encontrar. Los científicos del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) han descubierto una forma novedosa de sacarle aún más provecho.

Molibdeno enriquecido, a partir del cual se puede hacer Mo-99, es caro, cuesta alrededor de $ 1, 000 por gramo. Los productores comerciales carecían de una forma rentable de reciclar el material enriquecido, hasta ahora. (Tenga en cuenta que el Mo-99 se desintegra en tecnecio-99m, que los radiólogos utilizan para desarrollar los productos farmacéuticos reales que se utilizan en los procedimientos médicos).

Por primera vez en los EE. UU., Los científicos de Argonne han ampliado el reciclaje de molibdeno enriquecido isotópicamente, Mo-98 o 100, a escala de ingeniería utilizando nuevas piezas impresas en 3D. Este nuevo enfoque hace que el método de reciclaje del laboratorio, iniciado en 2015 por el director del programa Mo-99, Peter Tkac y otros, sea más rápido, más confiable y más rentable.

Descubriendo los beneficios de la impresión 3D

Cuando Tkac y sus colegas descubrieron por primera vez cómo reciclar molibdeno enriquecido, el proceso resultó tedioso. El equipo convirtió el molibdeno enriquecido usado, junto con otros productos químicos, a una solución ácida. Luego purificaron el molibdeno enriquecido en múltiples etapas utilizando embudos y tubos de ensayo.

"Nuestro método original habría sido muy difícil de automatizar, "dijo Tkac.

Un año después, Tkac comenzó a trabajar con Peter Kozak y otros para automatizar el proceso, que se basa en productos químicos corrosivos. El equipo reemplazó embudos y tubos de ensayo con contactores acrílicos impresos en 3-D, que giran y separan los productos químicos mediante la fuerza centrífuga. Los investigadores dijeron que estos contactores son los que hacen que el reciclaje de molibdeno enriquecido sea más barato y más eficiente.

"Imprimimos cada contactor como una pieza con características optimizadas y menos conexiones externas, ", dijo Kozak." Esto nos permite empujar el líquido a través del sistema de la manera más rápida y confiable posible ".

El nuevo proceso separó efectivamente el molibdeno enriquecido del potasio y otros contaminantes, como se describe en un artículo del 26 de diciembre en el Journal of Solvent Extraction and Ion Exchange.

Todavía, surgió un problema. El ácido clorhídrico corroe el plástico impreso en 3D después de aproximadamente 15 horas de funcionamiento.

"Nuestro experimento fue un éxito, ", dijo Kozak." Pero si quieres pasar a la producción completa, necesitas material que sobreviva mucho más tiempo ".

Buscando rendimiento PEEK

Kozak y Tkac pronto encontraron un material más duradero llamado poliéter éter cetona (PEEK). PEEK es una mejor opción porque resiste los ácidos minerales del método de reciclaje y muchos solventes orgánicos.

Pero material PEEK, el equipo encontró, también se encoge a medida que se imprime, haciendo que el material se deforme. Para compensar, Kozak ajustó la velocidad y la temperatura del ventilador de la impresora, lo que lo ayudó a imprimir materiales PEEK que son más fuertes y más flexibles que el plástico acrílico original. Con material PEEK, el equipo encontró lo mejor de ambos mundos:eficiente, rápido, y reciclaje rentable de molibdeno enriquecido que es lo suficientemente fuerte como para resistir los productos químicos que separan el molibdeno de otros materiales.