香港《南華早報》網站近日報道稱，中國研究人員開發出一種新材料——受血管分形網路啟發——他們說，這種材料從海水中提取的鈾數量是其他方法的20倍。
報道介紹，鈾是一種天然放射性元素，主要用於為核電站提供燃料。隨著全球核能需求增加，對鈾的需求也在增加。
雖是一種有限資源，但據估計海洋中蘊藏著超過45億噸鈾——大約是陸地儲量的1000倍，所以從海水中提煉鈾可能是一種更具可持續性的核電獲取方式。
不過，海水中的鈾濃度極低——估計每升3.3微克——這使得從海洋中提煉鈾比從地下提煉鈾困難得多，也要昂貴得多。
科學家們在上世紀50年代看到了利用海洋鈾為核能提供燃料的可能性，但直到80年代，日本研究人員才找到一種方法提取這種鈾——利用一種名為偕胺肟的化合物來吸附漂浮的鈾粒子。
由中國科學院科學家主導的這項新研究重點是提高這種化合物的吸附能力。他們的研究結果發表在11月底出版的《自然·可持續發展》雜誌上。
科學家們以自然界中發現的分形為模板，例如血管，設計了一種多孔膜。他們發現，相較於以前使用的其他材料，這種膜可以在偕胺肟中達到飽和，從而顯著提升提取鈾的效率——其吸附能力是以前的20倍。
研究報告的主要作者楊林森（音）在一份宣告中說：“血管等分形在生物系統中無處不在。它們使物質的最佳化交換和轉化成為可能。這啟發了我們設計新的吸附劑。”
他們發現，在4周的時間裡，1克這種膜從天然海水中提煉出多達9.03毫克鈾——這是迄今為止使用薄膜方法提取鈾的最高數量。
研究報告說：“我們的工作為增強多孔聚合物作為基於薄膜的高效鈾吸附劑的適用性提供了一種通用方法。”
楊和其他研究人員沒有立即對有關這項研究的電子郵件詢問作出回應。
美國佐治亞理工學院的亞歷山大·維歇特和索蒂拉·亞庫米以及美國橡樹嶺國家實驗室的科斯塔斯·楚里斯在同一期刊上發表的另一篇研究文章稱，中國團隊開發的這種材料可以被視為與許多同時代吸附劑一樣或更好。
但他們說，這項研究沒有提及生物汙染，即生物在潛面積聚對這種膜的影響，只是稱可能對這種材料的鈾吸附能力產生影響。
他們還指出，這種薄膜還從海水中吸收其他分子——不僅僅是鈾——如釩、鐵、鋅和銅，因此需要一種方法來分離它們。
這些美國的科學家說：“然而，目前的進展，加上全球其他國家研究人員積極研究這個問題的努力，讓我們離開發一種實用的吸附劑越來越近。”
氣候變化加速了許多國家，尤其是中國的核電發展。去年年底，中國的核電裝機容量約為50千兆瓦，在建的核電裝機容量為18.5千兆瓦。北京計劃到2030年核電裝機容量達到120千兆瓦——相當於中國發電量的8%，高於去年的5%。（編譯/盧荻）
來源：參考訊息網
