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植物基分子或成为清理核污染的有效手段

 

美日研究科学家小组的研究人员发现,降低2011年日本福岛核电站灾后百万加仑核污染水中放射Cs含量的方法。

“放射性Cs是反应堆的主要辐射组分,”弗吉尼亚理工大学自然资源和环境系可持续生物材料教授Barry Goodell说,“日本研究者们一直试图从核废水和核污染的海水中,选择性分离和收集Cs元素,但这是个困难的挑战。”

该小组的发现源于他们对木质素的研究,木质素是植物细胞壁的一部分,也是纸类生产的大量副产品。

来自日本驻波大学森林综合研究所研究员Yuichiro Otsuka和日本弘前大学生物化学与分子生物学教授Tomonori Sonoki,与Goodell教授共同研究如何使木质素成为更加有用的“化学平台”,用作生产生物燃料和生物聚合物的基本材料。

他们通过微生物发酵木质素的多余组分,得到特殊PDC分子,再利用该分子与其他分子结合或聚合,生成一系列有用的生物塑料化合物。并通过联合纸浆工厂,获得不同种类木质素,来制造大量PDC分子。

虽然PDC分子被用作生物聚合物生产的“化学平台”,OtsukaGoodell实验室研究时,得到了一个惊人的结论:该分子可用来清除辐射性Cs元素。

Cs是一种被称为碱金属的元素,”弗吉尼亚高分子和界面研究院成员Goodell解释道,“如果发现合适的结合化合物,碱金属可从溶液中移除,但是发现结合Cs元素的化合物十分困难。日本迫切希望发能够发现只与Cs元素结合的碱金属化合物。”

考虑到PDC的化学结构,Otsuka推测它也许可以结合某种碱金属元素。在验证实验中,当PDC组分被用来检验非辐射Cs同位素时,科学家发现PDC特别擅长结合Cs元素,把它从溶液中提取并收集起来。

“当该测试混合其他金属盐溶液时,比如海水盐的主要成分NaCl时,Cs原子仍可被PDC选择性结合,使其被提取出来。”Ostuka解释道。

    研究人员目前正在探索怎样能使 PDC 化合物生产进一步规模化,同时如何将其应用于处理日本核电站的含放射 Cs 的核废液。

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