A maioria das pessoas estãofamiliarizada com o ura¢nio como combusta­vel para usinas nucleares. E embora seja a aplicação mais comum, esse elemento também éusado em muitos outros campos, como tinturas, dispositivos médicos e armas. Cientistas do Laborata³rio de Microbiologia Ambiental (EML) da EPFL fizeram recentemente uma importante descoberta sobre o ura¢nio que pode ter implicações importantes para a remediação do solo e das a¡guas subterra¢neas, bem como para o gerenciamento de resíduos radioativos. Sua pesquisa acaba de ser publicada na Nature Communications .

O ura¢nio éum metal pesado radioativo encontrado na crosta terrestre e em pequenas concentrações na a¡gua, no ar, nas plantas e nos organismos vivos - os humanos tem pequenas quantidades de ura¢nio nos ossos. Os cientistas da EML estudaram as propriedades do ura¢nio conforme ele ocorre naturalmente no meio ambiente e fizeram avanços significativos na compreensão de como ele vai de um estado de oxidação a outro, passando de um composto solaºvel em águaa um mineral esta¡vel.

"No estado de oxidação +6, o ura¢nio éprincipalmente solaºvel e pode, portanto, se espalhar descontroladamente no meio ambiente", diz Zezhen Pan, cientista da EML e principal autor do estudo. "Mas no estado de oxidação +4, émenos solaºvel e menos ma³vel. Em nossa pesquisa, fomos capazes de identificar os mecanismos em nanoescala de interação entre o ura¢nio e aspartículas de magnetita, um a³xido de ferro magnanãtico, para a transição de um estado de oxidação para o outro. Mostramos a persistaªncia do ura¢nio no estado de oxidação +5, que geralmente éconsiderado metaesta¡vel. "

O mais interessante éque os cientistas também identificaram um fena´meno molecular que ocorre durante a transformação do estado de oxidação +6 para +4 : eles descobriram a formação de novos nanofios compostos de nanoparta­culas muito pequenas (~ 1-2 nm) que se montaram espontaneamente em cadeias . Essas cadeias eventualmente entram em colapso a  medida que as nanoparta­culas individuais ficam maiores.

Os cientistas foram capazes de visualizar os nanofios - que tem um dia¢metro de apenas 2–5 nm, ou 100.000 vezes mais finos que um cabelo humano - graças aos microsca³pios eletra´nicos do Centro Interdisciplinar de Microscopia Eletra´nica (CIME) da EPFL. A identificação da estrutura do nanofio pode melhorar a compreensão de como os compostos radioativos se espalham na subsuperfa­cie em locais contaminados.

"Essas descobertas são muito promissoras porque fornecem informações sobre como os minerais em nanoescala se formam naturalmente por meio de interações na interface a¡gua-mineral", disse Rizlan Bernier-Latmani, chefe do EML. "Agora temos um melhor entendimento dos mecanismos moleculares que atuam nesse processo."