Ученые из ИФХЭ РАН создали новый материал — биметаллический металлорганический каркас с ионами нептуния и цезия. Как рассказала пресс-служба Минобрнауки РФ порталу Наука Mail, его «строительные блоки» состоят из четырех атомов нептуния и двух атомов цезия, соединенных кислородными мостиками; нептуний при этом имеет степень окисления +V. Поры в материале узкие — их диаметр всего 2,69 Å.
Особенность разработки в ее высокой стабильности: материал не растворяется в воде, выдерживает нагрев до 400 и поглощенную дозу в 6 МГр. Такая устойчивость к растворению, нагреванию и радиации — рекорд для подобных соединений.
Интерес к подобным материалам связан с их потенциальным применением: некоторые металлорганические каркасы могут улавливать летучие радиоактивные вещества (йод, технеций, цезий, криптон, ксенон). В новом металлорганическом каркасе ионы цезия не просто «захвачены» внутри пор, а прочно встроены в структуру и не участвуют в ионном обмене. Из‑за этого во время экспериментов не наблюдалось ни выщелачивания, ни выхода опасного радионуклида цезия‑137. Это значит, что материал может подойти для надежного «запирания» (иммобилизации) такого вещества.
Уникальные свойства связаны с особенностями актинидов (к ним относится нептуний): они могут образовывать сложные ионы с кислородом (например, NpO₂⁺) и даже взаимодействовать друг с другом — вопреки правилу, что одноименные заряды отталкиваются. В ионе нептуноила распределение электронной плотности неоднородно, поэтому положительно заряженные ионы могут притягиваться, создавая необычные структуры.
Исследование поддержано Российским научным фондом (грант № 25‑73‑10086).
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что представлен ультратонкий материал для защиты от космической радиации.
