Các nhà khoa học đã tiết lộ những đặc tính chính của promethium, một nguyên tố đất hiếm có ứng dụng chưa được hiểu rõ, thông qua một phương pháp mới mang tính đột phá.
Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã tiết lộ những đặc tính quan trọng của promethium - gần tám thập kỷ sau khi phát hiện nguyên tố đất hiếm này.
Promethium là một trong 15 nguyên tố lanthanide ở cuối bảng tuần hoàn. Được biết đến là đất hiếm, những kim loại này thể hiện một số đặc tính hữu ích như từ tính mạnh và đặc tính quang học đặc biệt, quan trọng trong các thiết bị điện tử hiện đại.
Ilja Popovs, nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge (ORNL) và đồng tác giả của một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature cho biết: 'Promethium được sử dụng trong tia laser, một phần của màn hình điện thoại thông minh và trong nam châm mạnh của tua bin gió và xe điện'.
Hiếm có và khó nắm bắt
Promethium, một nguyên tố do ORNL phát hiện vào năm 1945, có những ứng dụng nhất định trong pin nguyên tử và chẩn đoán ung thư, mặc dù hiểu biết về tính chất hóa học của nó vẫn còn hạn chế. Theo Alexander Ivanov từ ORNL, nghiên cứu về nguyên tố này đã đối mặt với nhiều thử thách kéo dài do khó khăn trong việc lấy mẫu phù hợp.
Theo Ivanov, 'Promethium không có đồng vị ổn định – tất cả đều phóng xạ và chuyển hóa thành các nguyên tố khác theo thời gian. Để có được nguyên tố này, phải thông qua quá trình phân hạch, vì vậy nó hiếm và khó nghiên cứu'.
ORNL là nơi sản xuất promethium-147 duy nhất, có chu kỳ bán rã phóng xạ là 2,6 năm. Các nhà nghiên cứu đã phát triển phương pháp để tách đồng vị này từ chất thải của lò phản ứng hạt nhân, tạo ra mẫu tinh khiết để nghiên cứu.
Sau đó, mẫu promethium này được kết hợp với PyDGA – một phức hợp phối tử để tạo thành một hợp chất ổn định trong nước. Đây là cơ hội đầu tiên để phân tích các đặc tính liên kết của phức hợp promethium.
Ivanov cho biết: 'Vì promethium có tính phóng xạ, khi phân rã nó chuyển thành samarium, gây ra một lượng nhỏ ô nhiễm samarium'.
Hiện nay, nhóm ORNL đang nghiên cứu về promethium trong nước để hiểu rõ hơn về môi trường phối hợp và hành vi hóa học của nguyên tố này.