Laboratoriets nya tillvägagångssätt för 3D-utskrifter gör sin återvinningsmetod-som föregångare 2015 av Mo-99 programchef Peter Tkac (vänster) och andra-snabbare, mer pålitlig, och mer kostnadseffektivt. Visas också:Peter Kozak (i mitten) och Brian Saboriendo. Visas inte:Alex Brown. Upphovsman:Argonne National Laboratory
För första gången i USA, Argonne-forskare har använt 3D-tryck för att skala upp återvinningen av föregångarna till en viktig medicinsk isotop.
Molybden-99 (Mo-99) är en viktig medicinsk isotop som används för att hjälpa radiologer att upptäcka hjärtsjukdomar, benförfall och vissa typer av svåråtkomliga cancerformer. Forskare vid US Department of Energy's (DOE) Argonne National Laboratory har upptäckt ett nytt sätt att pressa ännu mer ur det.
Berikat molybden, från vilken Mo-99 kan tillverkas, är dyr, kostar ungefär $ 1, 000 per gram. Kommersiella producenter saknade en enkel, kostnadseffektivt sätt att återvinna det berikade materialet-tills nu. (Observera att Mo-99 förfaller till technetium-99m, som radiologer sedan använder för att utveckla de faktiska läkemedlen som används i medicinska procedurer.)
För första gången i USA, Argonne -forskare har skalat upp återvinningen av isotopiskt berikat molybden, Mo-98 eller 100, till teknisk skala med nya 3D-tryckta delar. Detta nya tillvägagångssätt gör laboratoriets återvinningsmetod-som utvecklades 2015 av Mo-99 programchef Peter Tkac och andra-snabbare, mer pålitlig och mer kostnadseffektiv.
Lås upp fördelarna med 3D-utskrift
När Tkac och kollegor först upptäckte hur man återvinner berikat molybden, processen visade sig vara tråkig. Teamet konverterade det använda berikade molybdenet, tillsammans med andra kemikalier, till en sur lösning. De renade sedan det berikade molybdenet i flera steg med hjälp av trattar och provrör.
"Vår ursprungliga metod hade varit mycket svår att automatisera, "sa Tkac.
Argonne -forskare skrev ut delar som dessa för att uppnå denna milstolpe för återvinning. Upphovsman:Argonne National Laboratory
Ett år senare, Tkac började arbeta med Peter Kozak och andra för att automatisera processen, som är beroende av frätande kemikalier. Teamet ersatte trattar och provrör med 3D-tryckta akrylkontaktorer, som snurrar och separerar kemikalier med hjälp av centrifugalkraft. Forskarna sa att dessa kontaktorer är det som gör återvinning av berikat molybden billigare och mer effektivt.
"Vi skrev ut varje kontaktor som ett stycke med strömlinjeformade funktioner och färre externa anslutningar, "sa Kozak." Detta gör att vi kan driva vätskan genom systemet så snabbt och pålitligt som möjligt. "
Den nya processen separerade effektivt det berikade molybdenet från kalium och andra föroreningar, som beskrivs i en artikel från 26 december i Journal of Solvent Extraction and Ion Exchange.
Än, uppstod ett problem. Saltsyran korroderade den 3D-tryckta plasten efter cirka 15 timmars drift.
"Vårt experiment lyckades, "sa Kozak." Men om du vill gå in i full produktion, du behöver material som kommer att överleva mycket längre än så. "
Letar efter PEEK -prestanda
Kozak och Tkac hittade snart ett mer hållbart material som kallas polyetereterketon (PEEK). PEEK är ett bättre val eftersom det motstår återvinningsmetodens mineralsyror och många organiska lösningsmedel.
Men PEEK -material, laget hittade, krymper också när det trycks, får materialet att skeva. Att kompensera, Kozak justerade skrivarens fläkthastighet och temperatur, vilket hjälpte honom att skriva ut PEEK -material som är starkare och mer flexibla än den ursprungliga akrylplasten. Med PEEK -material, laget hittade det bästa från två världar:effektivt, snabbt, och kostnadseffektiv återvinning av berikat molybden som är tillräckligt starkt för att stå emot de kemikalier som separerar molybden från andra material.
