從海水中高效提取鈾對於滿足核能工業發展對鈾資源的增長需求至關重要。然而，目前可用的鈾吸附劑面臨著多重挑戰，包括超長提取週期、嚴重的海洋生物汙垢和海洋運動的劇烈影響。針對這些挑戰，並受到海藻對海洋生物汙垢和運動的高耐受性的啟發，一種受海藻啟發的超韌性 (KIST) 生物水凝膠被製造用於從海水中提取鈾。
示意圖 1. KIST 水凝膠提取鈾和抗生物汙垢活性的機制示意圖。
KIST水凝膠是透過將生物友好且成本低廉的細菌細胞碎片與聚乙烯醇複合而成，使得KIST水凝膠具有高度的環境友好性。由於細菌細胞碎片對鈾的吸附速度快，KIST水凝膠在含有生物汙垢的天然海水中實現了1.18 mg g-1的鈾提取能力，超快平衡吸附時間為28小時，是所有可用水凝膠中最短的。天然海水中的鈾吸附劑。細菌細胞碎片的抗菌活性使 KIST 水凝膠對包括海洋細菌和海藻在內的各種海洋生物汙垢微生物的生長具有高達 99.21% 的抑制率。KIST 水凝膠還具有出色的拉伸能力、柔韌性和流變特性，使水凝膠具有很高的抗洋流能力。考慮到這些優點，KIST 水凝膠將是一種用於實際鈾提取的有前途的吸附劑。
圖 1. KIST 水凝膠的表徵。
圖 2. 摻鈾模擬海水中鈾的吸附效能。
圖3 KIST 水凝膠的抗生物汙染活性。
圖 4. 從天然海水中提取鈾。
相關論文以題為Kelp inspired bio-hydrogel with high antibiofouling activity and super-toughness for ultrafast uranium extraction from seawater發表在《Chemical Engineering Journal》上。通訊作者是海南大學王寧教授、袁益輝研究員。
參考文獻：
doi.org/10.1016/j.cej.2021.133121
