Gli elementi più pesanti conosciuti sono i cosiddetti elementi "superpesanti", quelli con numero atomico maggiore di 103. Questi elementi si trovano solo nei laboratori, dove sono realizzati fondendo insieme due elementi più leggeri. È improbabile che questo processo si verifichi, quindi gli scienziati hanno solo piccole quantità (pochi atomi) per gli esperimenti, e i chimici sono interessati alle proprietà chimiche di questi elementi. Però, le piccole quantità di materiale disponibile fanno sì che i chimici debbano utilizzare tecniche speciali per studiarle. Una nuova ricerca ha sviluppato un modo per studiare la chimica degli elementi metallici con concentrazioni di materiale estremamente basse. Queste tecniche utilizzano liquidi ionici, sali allo stato liquido.

Questa nuova tecnica di estrazione può aiutare a sondare la chimica degli elementi superpesanti. Per esempio, gli scienziati non sanno quasi nulla dell'elemento superpesante nihonium. Imparare di più sul nihonium può aiutare gli scienziati a studiare elementi come l'indio e il tallio. Questi due elementi non sono tra gli elementi superpesanti, ma gli scienziati credono che siano omologhi (elementi chimicamente simili) del nihonium. Questa comprensione può portare a metodi migliori per recuperare l'iridio, un elemento fondamentale per la sicurezza nazionale e per l'economia. Poiché l'iridio non è attualmente estratto negli Stati Uniti, migliori metodi di recupero sono un potenziale vantaggio per il paese.

I liquidi ionici sono solventi organici costituiti interamente da ioni, e sono molto diversi dai tradizionali solventi organici. In questa ricerca, gli scienziati hanno studiato il liquido ionico betanio bis(trifluorometilsulfonil)immide per la sua capacità di estrarre indio e tallio da soluzioni di acido cloridrico. In un primo studio, gli scienziati hanno esaminato l'interazione del liquido ionico con l'acqua per una gamma di concentrazioni di acido cloridrico e betaina. Hanno determinato la concentrazione di ciascuna specie utilizzando la risonanza magnetica nucleare quantitativa e le titolazioni combinate con un modello matematico. I ricercatori hanno osservato che la dissoluzione del betanio bis(trifluorometilsulfonil)immide nella fase acquosa ha avviato reazioni chimiche chiave. In un secondo studio, i ricercatori hanno aggiunto isotopi radioattivi e non radioattivi indio e tallio alla fase acquosa, quindi misurato le loro concentrazioni dopo l'estrazione utilizzando la spettrometria gamma e la spettrometria di massa. I ricercatori hanno sviluppato un nuovo modello matematico per descrivere i dati.

Questa ricerca offre una maggiore comprensione del processo di estrazione per elementi pesanti indicando un potenziale metodo per recuperare indio, un metallo strategicamente importante. Questa ricerca identifica anche un potenziale metodo per studiare le proprietà chimiche dell'elemento superpesante nihonium.