Группа ученых из России и Германии получили новый тип нанотрубок из атомов урана и серы, которые могут быть использованы в качестве уникальных форм для захоронения радиоактивных отходов. Статья об исследовании опубликована в журнале Nanomaterials, популярно о нем рассказывает пресс-служба Санкт-Петербургского университета.

Нанотрубки — одна из форм строения вещества, представляющая собой полый нанострежень, нитевидный кристалл, стенки которого состоят из частиц в диапазоне 1-100 нм. Впервые возможность образования наночастиц в виде трубок была обнаружена для углерода, и именно они получили наибольшую известность благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам и используются в различных областях современной высокотехнологичной промышленности. Позже ученые получили нанотрубки и из других соединений, но получить урановые нанотрубки учёным удавалось лишь однажды: 15 лет назад профессор СПбГУ, член-корреспондент РАН Сергей Кривовичев создал схожий материал с атомами селена, который оказался достаточно неустойчивым. Несмотря на многочисленные попытки научных групп по всему миру получить нанотрубки с ураном в других химических системах, все подобные разработки оказались безуспешными. 

В то же самое время уранилсульфатные структуры интересовали ученых с точки зрения экологической химии и минералогии как возможные продукты переработки ядерных отходов. Как поясняется в статье, структура солей уранила содержат открытые пространства, такие как каналы или полости, и поэтому являются материалами с потенциально практическим значением, например, для процессов сорбции, разделения и катализа в промышленности актинидов или для управления отработанным ядерным топливом.

В разработанном методе синтеза нанотрубки образуются путем сворачивания слоев, сложенных ураном и серой, а их диаметр составляет полтора нанометра. Это позволяет получить достаточно большой объем устойчивого продукта.

«Нанотрубки с ураном и серой показывают значительную устойчивость при увеличении температуры, что является очень важным свойством с точки зрения их перспективного применения для атомной промышленности. Их можно использовать для разделения радиоактивных элементов, а также они могут стать одной из уникальных форм захоронения радиоактивных отходов», — отметил ведущий автор исследования, доктор геолого-минералогических наук, профессор СПбГУ Олег Сийдра.

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.