鈾是一種天然放射性元素，主要用作核電站的燃料。隨著全球核能需求的增長(zhǎng)，對(duì)鈾的需求也在增加。受血管分形網(wǎng)絡(luò)的啟發(fā)，中國(guó)的研究人員開發(fā)了一種新材料，他們說這種材料可以從海水中提取比其他方法多20倍的鈾。

圖源：Shutterstock

鈾資源有限，而海洋中估計(jì)有45億噸以上的鈾，大約是陸地儲(chǔ)量的1000倍，因此從海水中提取鈾可能是一種更可持續(xù)的核能開發(fā)方法。然而，海水中鈾的濃度很低，估計(jì)為每升3.3微克，這使得從海洋中提取鈾比從地面開采鈾要困難和昂貴得多。

早在20世紀(jì)50年代，科學(xué)家們就看到了利用海洋鈾作為核能燃料的潛力，但直到20世紀(jì)80年代，日本研究人員才開發(fā)出一種提取鈾的方法，使用一種叫做偕胺肟的化合物與漂浮的鈾粒子結(jié)合。

新的研究由中國(guó)科學(xué)院的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)，重點(diǎn)是提高這種化合物的吸附能力。科學(xué)家們創(chuàng)造了一種多孔膜，它模仿了在自然界中發(fā)現(xiàn)的分形，如血管。他們發(fā)現(xiàn)，這種在偕胺肟中飽和的膜在提取鈾方面比以前使用的其他材料要高效得多，吸附能力高出20倍。

圖源：Shutterstock

在四周的時(shí)間里，他們發(fā)現(xiàn)1克的膜從天然海水中提取了高達(dá)9.03毫克的鈾，這是使用膜法獲得的最高產(chǎn)量之一。該研究稱：“我們的工作為提高多孔聚合物作為高效膜基鈾吸附劑的適用性提供了一種通用方法?！?/p>

根據(jù)佐治亞理工學(xué)院的研究員以及橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室發(fā)表的另一篇關(guān)于該研究的文章，中國(guó)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的材料可以被視為等同于或優(yōu)于許多當(dāng)代吸附劑。

這些美國(guó)科學(xué)家們說:“目前的進(jìn)展，加上全球其他研究人員積極研究這一課題的努力，使我們離開發(fā)一種實(shí)用的吸附劑越來越近。”

氣候變化加速了許多國(guó)家核電的發(fā)展，尤其是中國(guó)。去年年底，中國(guó)核電裝機(jī)容量約為50吉瓦，在建核電容量為18.5 吉瓦。國(guó)家計(jì)劃到2030年擁有120吉瓦的核電裝機(jī)容量，占全國(guó)發(fā)電量的8%，高于去年的5%。