Революционен самодвижещ се материал обещава неограничен добив на уран от океаните

Уранът продължава да бъде най-важното гориво за ядрените реактори и въпреки че в морската вода има около 4,5 милиарда тона разтворен уран, изключително ниската му концентрация прави извличането му технически трудно и икономически нецелесъобразно. Но Китай изглежда е намерил решение. Китайски учени разработиха самодвижещ се материал на базата на металоорганични рамки, който може активно да се движи във водата и да улавя уранови йоните с невероятната ефективност от 406 mg на грам материал. Това е стратегически важна стъпка за разрастващата се ядрена енергетика на Китай, която все още е зависима от вноса.

Тъй като Китай развива своите ядрени възможности, той е изправен пред предизвикателството да си осигури постоянни доставки на уран, който идва предимно от чужбина. Китайските експерти продължават да търсят алтернативни методи за добив, включително от океана, където около 4,5 млрд. тона уран са разтворени в ниски концентрации.

Екип от учени от Китайската академия на науките се обърна към вече познатата технология на светлинните микромотори и я приложи за извличане на уран от морска вода, пише SCMP. Както отбелязва Джоу Юнцюан, ръководител на изследователския екип, този метод за извличане на уран остава сравнително неизследван, което е в основата на пробива.

Микромоторите представляват порести гъбени частици с диаметър около два микрометра, химически настроени да работят стабилно във водната среда. Под въздействието на водороден пероксид те генерират движение със скорост около 7 микрометра в секунда, а под въздействието на светлината се ускоряват почти два пъти по-бързо. За разлика от пасивните адсорбенти, които остават неподвижни до момента на контакт, микромоторът се движи активно и улавя урановите йони.

При лабораторните тестове ефективността на извличане на уран достига 406 милиграма на грам материал. Веднъж уловен, уранът се превръща в стабилна минерализирана форма, което улеснява отделянето и безопасното му съхранение.

При контролирани експерименти изследователите наблюдават поведение, напомнящо навиците на хищника и плячката при животните: когато активните микромотори са комбинирани с пасивни колоидни частици, системата демонстрира модели на „лов“, „бягство“ и координирано роене в зависимост от концентрацията на горивото.

Концепцията на учените може да бъде разширена до извличането на други стратегически важни елементи като рубидий и цезий. Въпреки това Джоу подчертава, че технологията е на ранен етап: солената среда ограничава работата на микромоторите, а мащабирането остава голямо предизвикателство.

Въпреки че технологията все още се оптимизира за индустриални мащаби, тя премахва най-голямото препятствие пред ядрената енергия – опасенията от изчерпване на ресурса. Интегрирането на самодвижещи се наноматериали в процесите на екстракция може да трансформира енергийната карта на света, превръщайки океанската вода в практически неизчерпаем източник на суровини.