Los elementos más pesados ​​conocidos son los denominados elementos "superpesados", aquellos con números atómicos superiores a 103. Estos elementos se encuentran solo en laboratorios, donde se hacen fusionando dos elementos más ligeros. Es poco probable que este proceso ocurra, por lo que los científicos tienen solo pequeñas cantidades (unos pocos átomos) para experimentos, y los químicos están interesados ​​en las propiedades químicas de estos elementos. Sin embargo, las pequeñas cantidades de material disponible significa que los químicos deben utilizar técnicas especiales para estudiarlas. Una nueva investigación ha desarrollado una forma de estudiar la química de elementos metálicos con concentraciones de material extremadamente bajas. Estas técnicas utilizan líquidos iónicos:sales en estado líquido.

Esta nueva técnica de extracción puede ayudar a probar la química de los elementos superpesados. Por ejemplo, los científicos no saben casi nada sobre el elemento superpesado nihonium. Aprender más sobre el nihonium puede ayudar a los científicos a estudiar elementos como el indio y el talio. Estos dos elementos no se encuentran entre los elementos superpesados, pero los científicos creen que son homólogos (elementos químicamente similares) del nihonium. Esta comprensión puede conducir a mejores métodos para recuperar el iridio, un elemento que es fundamental para la seguridad nacional y la economía. Debido a que el iridio no se extrae actualmente en los Estados Unidos, Los métodos de recuperación mejorados son un beneficio potencial para el país.

Los líquidos iónicos son disolventes orgánicos hechos completamente de iones, y son muy diferentes de los disolventes orgánicos tradicionales. En esta investigación, Los científicos estudiaron la bis (trifluorometilsulfonil) imida de betainio líquido iónico por su capacidad para extraer indio y talio de soluciones de ácido clorhídrico. En un primer estudio, Los científicos examinaron la interacción del líquido iónico con el agua para una variedad de concentraciones de ácido clorhídrico y betaína. Determinaron la concentración de cada especie utilizando resonancia magnética nuclear cuantitativa y titulaciones combinadas con un modelo matemático. Los investigadores observaron que la disolución de bis (trifluorometilsulfonil) imida de betainio en la fase acuosa inició reacciones químicas clave. En un segundo estudio, los investigadores agregaron isótopos radiactivos y no radiactivos de indio y talio a la fase acuosa, luego midieron sus concentraciones después de la extracción usando espectrometría gamma y espectrometría de masas. Los investigadores desarrollaron un nuevo modelo matemático para describir los datos.

Esta investigación ofrece una mayor comprensión del proceso de extracción de elementos pesados ​​al señalar un método potencial para recuperar indio, un metal de importancia estratégica. Esta investigación también identifica un método potencial para estudiar las propiedades químicas del elemento superpesado nihonium.