Pacman požírá uran

Manželský tým vědců Jasona Loveho a Polly Arnoldové z britské Edinburgské univerzity vyvinul makromolekulu, která může „sníst“ uran a přimět ho, aby se chemicky choval zdánlivě jako lehčí kovy. Tato makromolekula může otevřít dveře pro nové směry práce s použitým jaderným palivem. Její chování můžeme přirovnat k dnes už klasické arkádě se žravým pomerančem zvaným Pacman, která si za více než čtvrtstoletí od svého vzniku získala oblibu už několika generací milovníků počítačových her.

Uran ve vodě vytváří velmi stabilní uranylové ionty UO2. Dvojné vazby mezi U a O jsou velmi silné, tento kation se tedy těžko z kontaminované vody odstraňuje. Badatelé z University of Edinburgh pracovali s makrocykly, organickými molekulami, které dovnitř cyklu dovedou navázat cizí atomy, jako jsou kovy. Během výzkumu si všimli, že jejich makrocyklus má tvar vhodný i na uchopení uranylu. Dokáže se do něj zakousnout a oslabit jeho vazby. Edinburgský makrocyklus se chová jako Pacman – makrocyklus „sežere“ atom uranu a jeden z atomů kyslíku, druhý atom kyslíku „zanechá“ venku – jakoby Pacmanovi vyčníval z tlamy. Tento vyčnívající atom kyslíku pak může reagovat novým způsobem s organickými sloučeninami. Podobný typ reakcí je znám z chemie enzymů a průmyslových katalyzátorů užívajících lehké kovy. S těžkým atomem uranu se něco podobného podařilo poprvé.

Vlastnosti takto „oklamaného atomu“ uranu pomohou vědcům najít nové cesty jak odstraňovat uran z kontaminovaných vod a přivést je k novým úvahám o chování uranu v životním prostředí. Poznatky najdou využití i při prognózách chování mnohem reaktivnějšího plutonia. Makrocyklus-uranylový komplex je užitečným modelem pro výzkum uranových sloučenin vyskytujících se v palivovém cyklu od dolování uranu až po vyhořelé jaderné palivo.

Popisek k obrázku:
Šedá struktura je vlastní „pacmanu“ - podobná molekula, červeno-zelená věc je uranylový ion, do kterého se pacman zakousl, a šedožluté kuličky trčící z jednoho konce uranylu jsou nějaká sloučenina, která se díky „ožužlání uranylu packaném“ mohla na uranyl navázat (nejsem chemik, neznám správný překlad pro tu věc, která se na uranyl navázala), žlutý stín „pacmana“ je pak pouze ilustrací. Nature mám doma, pokud najdu překlad některých klíčových slov, mohu večer dodat i definitivní znění popisku.