En forskargrupp från Florida State University använder en enkel, lättillgänglig energikälla för att separera metalljoner, en process som kan hjälpa till att rena vatten eller till och med återvinna kärnavfall.

Källan? Ljus.

Docent i kemi och biokemi Kenneth Hanson och postdoktor Sahan Salpage beskriver sin strategi i en ny tidskriftsartikel publicerad i Kemisk kommunikation .

"Jag är fotokemist, så ljus är min lösning på alla problem, "Hanson sa." Vi trodde att vi kunde använda ljus för att skilja saker som är svåra att rena på andra sätt. "

Hanson samarbetar med professorn i kemi Thomas Albrecht-Schmitt, som leder Center for Actinide Science and Technology, ett Department of Energy-finansierat Energy Frontiers Research Center. Centrets uppdrag är att utveckla teknik för att påskynda sanering av kärnavfall från kalla krigets vapenproduktionsplatser eller kärnreaktorer, till exempel.

Den här nya forskningen är en pusselbit.

Hanson och Salpage började titta på hur ljus kunde spela en roll för att separera metalljoner. Metalljoner inkluderar några av de mest kända kemiska grundämnena som kalium, kalcium och järn. De inkluderar även de tyngre, radioaktiva grundämnen som americium och curium.

Att separera dessa element kan vara en svår och dyr process. Men, det är ett viktigt steg i att bearbeta och återvinna radioaktiva material eller rena vatten som har tungmetallföroreningar som bly.

Teamet kände sig övertygade om att ljus kunde göra denna separationsprocessen lättare, grönare och billigare.

Hanson och Salpage började experimentera med att omge järn- och ruteniumjoner med ett organiskt kelateringsmedel som binder till metallen. När de utsatte föreningarna för specifika ljusfärger - blått för rutenium och rött för järn - överfördes elektroner från metallen till den organiska omgivningen, ändra sina egenskaper. Deras skillnader i egenskaper kan sedan användas för att separera metalljonerna.

För denna studie, Hanson och Salpage fokuserade på järn- och ruteniumföreningarna så att de kunde utveckla och finslipa tekniken. I framtiden, det slutliga målet är att separera radioaktiva föreningar som innehåller tyngre grundämnen som americium och curium.

"Detta är en ny strategi, ", sade Salpage. "Det kan öppna upp ett helt nytt område av separationskemi. Det finns mycket potential för att detta ska växa och expandera."