Pela primeira vez nos EUA, Os cientistas da Argonne usaram a impressão 3-D para aumentar a reciclagem dos precursores de um importante isótopo médico.

O molibdênio-99 (Mo-99) é um isótopo médico importante usado para ajudar os radiologistas a detectar doenças cardíacas, cárie óssea e alguns tipos de câncer difíceis de encontrar. Cientistas do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE) descobriram uma nova maneira de extrair ainda mais dele.

Molibdênio enriquecido, a partir do qual Mo-99 pode ser feito, é caro, custando cerca de US $ 1, 000 por grama. Os produtores comerciais não tinham facilidade, maneira econômica de reciclar o material enriquecido - até agora. (Observe que Mo-99 decai em tecnécio-99m, que os radiologistas usam para desenvolver os produtos farmacêuticos reais usados ​​em procedimentos médicos.)

Pela primeira vez nos EUA, Os cientistas da Argonne aumentaram a reciclagem de molibdênio enriquecido isotopicamente, Mo-98 ou 100, em escala de engenharia usando novas peças impressas em 3-D. Esta nova abordagem torna o método de reciclagem do laboratório - iniciado em 2015 pelo gerente de programa do Mo-99 Peter Tkac e outros - mais rápido, mais confiável e com melhor custo-benefício.

Revelando os benefícios da impressão 3-D

Quando Tkac e colegas descobriram como reciclar molibdênio enriquecido, o processo se mostrou tedioso. A equipe converteu o molibdênio enriquecido usado, junto com outros produtos químicos, a uma solução ácida. Eles então purificaram o molibdênio enriquecido em vários estágios usando funis e tubos de ensaio.

"Nosso método original teria sido muito difícil de automatizar, "disse Tkac.

Um ano depois, Tkac começou a trabalhar com Peter Kozak e outros para automatizar o processo, que depende de produtos químicos corrosivos. A equipe substituiu funis e tubos de ensaio por contatores acrílicos impressos em 3D, que giram e separam os produtos químicos usando a força centrífuga. Os pesquisadores disseram que esses contatores são o que tornam a reciclagem de molibdênio enriquecido mais barata e eficiente.

"Imprimimos cada contator como uma peça, com recursos simplificados e menos conexões externas, "disse Kozak." Isso nos permite empurrar o líquido através do sistema o mais rápido e confiável possível. "

O novo processo separou efetivamente o molibdênio enriquecido de potássio e outros contaminantes, conforme descrito em um artigo de 26 de dezembro no Journal of Solvent Extraction and Ion Exchange.

Ainda, surgiu um problema. O ácido clorídrico corroeu o plástico impresso em 3-D após cerca de 15 horas de operação.

"Nosso experimento foi bem-sucedido, "disse Kozak." Mas se você quiser entrar em plena produção, você precisa de um material que sobreviva por muito mais tempo do que isso. "

Procurando desempenho PEEK

Kozak e Tkac logo encontraram um material mais durável chamado poliéter éter cetona (PEEK). PEEK é uma escolha melhor porque resiste aos ácidos minerais do método de reciclagem e muitos solventes orgânicos.

Mas o material PEEK, a equipe encontrou, também encolhe quando é impresso, fazendo com que o material se deforme. Para compensar, Kozak ajustou a velocidade e temperatura do ventilador da impressora, que o ajudou a imprimir materiais PEEK que são mais fortes e mais flexíveis do que o plástico acrílico original. Com material PEEK, a equipe encontrou o melhor dos dois mundos:eficiente, rápido, e a reciclagem econômica de molibdênio enriquecido que é forte o suficiente para resistir aos produtos químicos que separam o molibdênio de outros materiais.