ℹ️ Известно, что
биокоррозия – одна из причин разрушения металлов и других материалов. Микроорганизмы создают на поверхности металла биопленки, которые могут служить питательным субстратом для других организмов. Поэтому даже небольшое биообрастание способно существенно ухудшить антикоррозионные свойства материала. Принято считать, что металлический технеций – наиболее устойчивый к биообрастанию материал. Ученые #ИФХЭ РАН показали, что процесс обрастания происходит, хотя и медленно.🦠Чтобы определить, как быстро и по каким закономерностям металлический технеций покрывается бактериальными пленками ученые проводили эксперименты с тремя типами образцов из технеция: 🔹прокатанной фольгой из металлического технеция,
🔹аморфным технецием, нанесенным на медную подложку методом электроосаждения без отжига в печи,
🔹 и отожженным технецием, также нанесенным на медную подложку методом электроосаждения.
В лабораторных экспериментах в стерильную нейтральную среду высевалась бактерия Shewanella xiamenensis, которая способна использовать пертехнетат для жизнедеятельности. Наблюдения проводились при комнатной температуре в течение 180 дней.
🔬Исследования показали, что бактерии начинают заселение с тех областей, где поверхность материала неоднородна. Там возникают микрообласти с избытком отрицательного или положительного заряда. Продукты жизнедеятельности бактерий выстраивают электропроводный мост между формальным микрокатодным и микроанодным участками поверхности металла, что приводит к его частичному растворению. Бактерии Shewanella xiamenensis штамм DCB2-1 в процессе анаэробного дыхания используют перешедший в раствор пертехнетат в качестве акцептора электронов. Затем он выпадает в виде малорастворимого оксида TcO2. ☝🏻Однако, в условиях высокого радиоактивного излучения бактерии формируют полисахаридный матрикс-барьер, частично экранирующий бета-излучение. В результате через некоторое время на поверхности металла образуется биоминеральная пленка. При этом процесс коррозии прекращается, и поверхность закрывается от воздействия окружающей среды.
💬«Получается, что бактерии способствуют окислению технеция и переходу его в растворимое состояние, но при этом своими пленками закрывают его как панцирем, – сказал один из авторов работы, н.с. лаборатории химии технеция #ИФХЭ РАН, к.х.н. Михаил Волков. – В итоге эти минералоподобные отложения предотвращают миграцию технеция в окружающую среду. И чем больше технеция растворится, тем быстрее создастся этот защитный слой. Сначала бактерии мешают иммобилизации технеция, а потом очень даже помогают».🐚 Для сравнения были также изучены образцы из рения и железа, которые покрывали в несколько слоёв морскими обитателями – балянусами и двустворчатыми моллюсками. Оказалось, что на технеции биообрастание проявляется меньше- 43% его поверхности были покрыты биопленками. После взвешивания счищенной с образцов и высушенной биомассы оказалось, что на технеции наросло в 10 раз меньше биомассы, чем на рении и стали.
Контейнеры для высокоактивных радиоактивных отходов традиционно делают из стали или меди.
💬 «
Мы предлагаем сделать их из технеция,
– сказал Михаил Волков. –
Если изготавливать баки для радиоактивных отходов из радиоактивного элемента, то удастся сконцентрировать радиоактивные вещества в самый маленький из возможных объемов. Такой подход называют «повышением удельной активности отходов».
Это означает, что на консервацию будут поступать более концентрированные материалы, не содержашие балласта. Это снижает объем отходов, а следовательно – и стоимость их утилизации.
Работа опубликована в журнале 📕
Biofouling, 2024, 1, 13, 200-204.
🔗 Подробнее на нашем сайте.
#ИФХЭ новости
