Research press release


Nature Chemistry

Trapping nuclear waste

潜在的に危険な核廃棄物の一種であるセシウムイオンを選択的に捕捉・保持できる開骨格を有する材料が、Nature Chemistry(電子版)に報告される。セシウムの放射性同位体、セシウム137は、非常に毒性が強く、まだチェルノブイリ付近に残っている主な放射線源と考えられている。

N DingとM Kanatzidisは、有機カチオンを含んだフレキシブルな構造をとる硫化物材料を作製した。それらの有機カチオンは、水溶液中でセシウムイオンと入れ替わることができる。この入れ替わりがきっかけとなり、その構造体は形状を変え、硫化物骨格の窓がまるでハエトリグサのようにセシウムイオンの周りで閉じる。このため、セシウムイオンは逃げることができない。セシウム以外の類似イオンは、濃度が非常に高くても、この材料によって捕捉されない。


A material with an open framework that can selectively trap and hold onto a form of potentially dangerous nuclear waste, caesium ions, is described in Nature Chemistry this week. A radioactive isotope of caesium, caesium-137, is highly toxic and is believed to be the main source of radiation still present around Chernobyl.

Nan Ding and Mercouri Kanatzidis created a sulfide material that has a flexible structure containing organic cations that can swap places with caesium ions in an aqueous solution. This triggers the structure to change shape such that windows in the sulfide framework 'close' around the caesium ions, in a manner reminiscent of a Venus flytrap, so that they cannot escape. Other similar ions are not trapped by the material, even when present in much greater concentrations.

Caesium-137 can be produced by nuclear fission. It is water-soluble and highly toxic, and so poses a high risk if released into the environment, where it can persist for many years.

doi: 10.1038/nchem.519


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