那一抹静谧的蓝
那一抹静谧的蓝Original Gaviota
原理 2022-06-27 05:32 Posted on 浙江
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或许你已经注意到，这三幅来自名家的画作都透露着一丝神秘而美妙的感觉，它来自画中静谧而优雅的蓝色。它们实际上都用到了一种在艺术界非常流行的颜料，那就是普鲁士蓝。
普鲁士蓝是第一种现代合成的颜料。在普鲁士蓝被合成之前，画家们不得不使用靛青染料、大青蓝或者由青金石制成的昂贵的青蓝色，来调制那种深蓝的色调。
据信，普鲁士蓝最初是由一位名叫约翰·雅各布·迪斯巴赫的柏林涂料制造商在1706年左右偶然合成的。迪斯巴赫原本正试图制造出一种红色颜料，涉及混合钾碱、硫酸铁和干燥的胭脂红。但他使用的钾碱显然被血迹污染了，很有可能是无意间被割伤的手指或类似的小伤导致的。随后的反应却带来了一种独特的蓝调的亚铁氰化铁，最终被称为普鲁士蓝，也叫柏林蓝。
目前已知最早使用普鲁士蓝的画作是彼得·范德维尔夫的《埋葬基督》（1709年），但这种颜料的配方于1734年公布，很快就受到了许多著名艺术家的青睐，最著名的作品就包括葛饰北斋的《神奈川冲浪里》、梵高的《星夜》，毕加索甚至有一段创作时期就被称为“蓝色时期”。
但这种颜料的传奇远不止于此。
一组研究团队近日发现，这种备受艺术家青睐的奇特颜料，有可能成为处理核废料和电子废弃物这一紧迫的环境和技术问题的有效方法。
化学世界中的普鲁士蓝
在化学世界中，普鲁士蓝还有另一种有趣的特性。
它纳米大小的空间，也被称为纳米空间，具有一种立体方格网架状的晶格。先前的实验已经发现，这种结构能够有效地捕获铂系金属的金属离子。
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它也因此成了一种相当具有实用价值的物质。普鲁士蓝常被用来治疗铊或放射性铯的重金属中毒，防止它们被身体吸收。它甚至可以帮助清除被核泄漏污染的土壤中的铯。它的纳米粒子也被应用在一些化妆品中，还会被病理学家用作染色剂，用于检测骨髓活检标本中的铁。
然而，科学家还不清楚，这类多价金属的吸收具体是如何进行的。这也是这项新研究的目标。研究人员希望了解更多细节，从而探索这种独特颜料的更多用途。
处理废弃物
在新研究中，团队借助X射线和紫外光谱来了解这一过程。
他们惊讶地发现，普鲁士蓝通过与框架中的铁离子进行置换来吸收铂系元素贵金属，同时仍然可以很好地保持原本的立体方格网架结构。这种机制让它能够比传统的生物基吸收剂更高效地吸收金和铂系金属。
他们因此相信，这一结果展示了一种解决处理核废料的主要问题的方法。
目前，发电厂产生的核燃料被送到后处理工厂，在那里，放射性液体废料被转化为类似玻璃态进行地质处置。在这个过程中，剩余的铂系金属经常沉淀在熔化器的侧壁表面，因此造成热量分布不均。这种不平衡影响了玻璃化物体的质量和稳定性，还增加了运转成本，因为熔化器在再次使用前不得不进行冲洗。
这带来的另一个问题是，这个过程会浪费许多贵金属，而它们其实正是计算机芯片等电子设备中的关键材料。在自然资源日益减少的情况下，这种贵金属损失已经是一个亟需重视的问题。
研究人员相信，普鲁士蓝或其他类似物，正是改善核废料和电子废弃物中贵金属回收的候选材料，特别是与传统使用的生物基吸附剂或活性碳相比，它能带来更高效的回收。
用研究作者的话说，“一吨手机中含有约300到400克金，这比一吨天然矿石中的金含量要高10到80倍。其他元素也是类似的情况。也就是说，与从天然矿石中收集这些贵金属元素相比，从电子废弃物中回收它们，可能要有效且高效得多”。
#创作团队：
撰文：Gaviota排版：雯雯
#参考来源：
https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result-en/2022/05/20220520-01.htmlhttps://arstechnica.com/science/2022/06/picassos-favorite-pigment-may-one-day-recycle-metals-from-your-cell-phone/https://www.nature.com/articles/s41598-022-08838-1#图片来源：
封面图：Keministi, Wikimedia Commons首图：Saalebaer, Wikimedia Commons
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