La mayoría de la gente está familiarizada con el uranio como combustible para plantas de energía nuclear. Y aunque esa es la aplicación más común, este elemento también se utiliza en muchos otros campos, como tintes, dispositivos médicos, y armas. Los científicos del Laboratorio de Microbiología Ambiental (EML) de la EPFL han hecho recientemente un descubrimiento importante sobre el uranio que podría tener importantes implicaciones para la remediación del suelo y las aguas subterráneas, así como para la gestión de desechos radiactivos. Su investigación acaba de ser publicada en Comunicaciones de la naturaleza .

El uranio es un metal pesado radiactivo que se encuentra en la corteza terrestre y en pequeñas concentraciones en el agua. aire, plantas y organismos vivos:los seres humanos tienen pequeñas cantidades de uranio en los huesos. Los científicos de EML estudiaron las propiedades del uranio tal como se encuentra naturalmente en el medio ambiente. e hizo avances significativos en la comprensión de cómo pasa de un estado de oxidación a otro, transición de un compuesto soluble en agua a un mineral estable.

"En el estado de oxidación +6, El uranio es principalmente soluble y, por lo tanto, puede propagarse sin control en el medio ambiente. "dice Zezhen Pan, un científico de EML y autor principal del estudio. "Pero en el estado de oxidación +4, es menos soluble y menos móvil. En nuestra investigación pudimos identificar los mecanismos de interacción a nanoescala entre el uranio y las partículas de magnetita, un óxido de hierro magnético, para pasar de un estado de oxidación al otro. Mostramos la persistencia del uranio en el estado de oxidación +5, que generalmente se considera metaestable ".

Una estructura de nanocables

Lo más interesante es Los científicos también identificaron un fenómeno molecular que ocurre durante la transformación del estado de oxidación +6 al +4:descubrieron la formación de nuevos nanocables compuestos por nanopartículas muy pequeñas (~ 1-2 nm) que se ensamblan espontáneamente en cadenas. Estas cadenas finalmente colapsan a medida que las nanopartículas individuales crecen.

Los científicos pudieron ver los nanocables, que tienen un diámetro de solo 2-5 nm, o 100, 000 veces más delgado que un cabello humano, gracias a los microscopios electrónicos del Centro Interdisciplinario de Microscopía Electrónica (CIME) de la EPFL. La identificación de la estructura de nanocables podría mejorar la comprensión de cómo los compuestos radiactivos se propagan en el subsuelo en sitios contaminados.

"Estos hallazgos son muy prometedores porque brindan información sobre cómo los minerales a nanoescala se forman naturalmente a través de interacciones en la interfaz agua-mineral". "dice Rizlan Bernier-Latmani, el jefe de la EML. "Ahora tenemos una mejor comprensión de los mecanismos moleculares que operan en este proceso".