أضواء على الأبحاث
بللورات تميط اللثام عن أسرار أندر العناصر
- Nature (2022)
- doi:10.1038/d41586-022-02790-w
- English article
- Published online:
Credit: I. Colliard et al./Nature Chem.
نجح فريق من علماء الكيمياء في دراسة خصائص مواد مشعة نادرة عبر إحداث تفاعلات ارتباط بينها وعناصر كبيرة تقترن بها.
تجدر الإشارة إلى أن بعض العناصر المشعة المعروفة باسم «الأكتينيدات» نادرة جدًا، إلى حد أن الباحثين لا يستطيعون الحصول إلا على عدد قليل من المليجرامات من كل منها سنويًا. ولكي يتسنى لهم دراسة كيمياء هذه العناصر وخصائصها، يشكلون منها جزيئات معقدة يمكن بلورتها. غير أن هذه الطريقة تستنفد عادةً إمدادات عام كامل من كل عينة من هذه العناصر.
من هنا، إيان كوليارد، وهو عالم كيمياء من مختبر لورانس ليفرمور الوطني في ولاية كاليفورنيا، عمد مع عدد من زملائه، إلى أن يلصقوا حول أيون مُفرد لأحد الأكتينيدات، مركبات تُسمى «البوليوكسوميتالات» (يُشار إليها اختصارًا باسم POM)، وتتألف من مجموعات كبيرة من الذرات المحتوية على معادن. وتتميز البوليوكسوميتالات» بخصائص مقاومة للإشعاع. والتراكيب الكيميائية التي تجمع بين البوليوكسوميتالات» و«الأكتينيدات» قادرة على تشكيل بلورات (كما هو موضح في الصورة). ولا يتطلب إنتاج «البوليوكسوميتالات» إلا حوالي واحد في الألف من كمية النظائر النادرة التي استُخدمت لدراسة «الأكتينيدات» في التجارب السابقة.
وبتلك الآلية، نجح الفريق البحثي في تكوين جزيئات مكونة من «الأكتينيدات»، تترابط مع «البوليوكسوميتالات»، من بينها ثلاثة أنواع حوت عنصر الكوريوم. وقد أظهرت تحليلات الفريق البحثي البِنى ثلاثية الأبعاد لهذه الجزيئات، علاوة على خصائص أخرى لها لم تكن معروفة في السابق.
ويفيد باحثو الدراسة أن هذه الطريقة يمكن استخدامها كذلك لدراسة عناصر أكثر ندرة من «الكوريوم»، مثل عنصر «الأينشتاينيوم».