Met grafeenoxide is het radioactieve grondwater rond Fukusjima veel sneller schoon te maken dan met de nu gebruikte bentonietklei. Dat melden de Amerikaanse onderzoeker James Tour en zijn Russische collega Stepan Kalmykov in Physical Chemistry Chemical Physics.

De gunstigere reinigende eigenschappen van grafeenoxide zijn grotendeels een gevolg van het grote beschikbare oppervlak van de dunne laagjes. Maar vooral de hoge snelheid waarmee grafeenoxide vreemde moleculen absorbeert is gunstig. Dit is een belangrijk voordeel bij het verwijderen van vergiften in lage concentraties, zoals bij de radioactieve deeltjes in rivieren en grondwater in Fukusjima.

Als de kans tussen een ontmoeting van deeltje en absorptiemateriaal erg klein is, is het belangrijk dat het materiaal het deeltje snel bindt voordat het weer wegtrekt en je lang moet wachten op een volgende botsing. Een klomp bentoniet - een klei die ook veel oppervlak beschikbaar heeft - zal dan ook veel minder deeltjes afvangen dan het snelle grafeenoxide.

Die theorie hebben de onderzoekers uitgetest in het lab met namaak radioactief afval bestaande uit uranium en plutonium, waaraan natrium en calcium was toegevoegd dat de adsorptie kon hinderen. In de tests kapselde grafeenoxide al binnen enkele minuten de ergste toxische stoffen uit het mengsel in, bij een hele reeks verschillende pH-waarden. Daarmee werkt het ondanks de hindering door natrium en calcium veel effectiever dan de nu gebruikte bentonietklei en geactiveerde koolstof.

Hoewel opruimen van nucleaire rampen het meest tot de verbeelding zal spreken, verwachten de onderzoekers commercieel het meest van toepassing van de methode in de mijnbouw. De radioactieve isotopen van de zeldzame aardelementen waarop de onderzoekers zich concentreerden, komen daar van nature voor. Wanneer je olie- en (schalie-)gas gaat winnen door fracken, waarbij je ondergronds gesteente kapot drukt met vloeistof onder hoge druk, komen ook die radioactieve isotopen mee. Die verontreinigingen komen in het grondwater terecht. Met grafeenoxide zou je ze daar weer uit kunnen verwijderen. Met de meeste bestaande verwijderingsmethodes voor radioactieve deeltjes lukt dat niet, omdat die ontworpen zijn voor vaste stoffen en gassen.

Ook de verontreiniging bij de winning van die zeldzame aarden kun je er met grafeenoxide beperken.

De onderzoekers haasten zich overigens wel om te zeggen dat grafeenoxide zelf verder niets met de radioactieve deeltjes doet. Het bundelt alleen de deeltjes zodat ze makkelijker zijn op te ruimen. Om de afvalberg te verkleinen kun je achteraf het grafeenoxide eventueel wegbranden.

Bron: Rice University