北京
出品|圓維度
當多數鈾吸附材料還只能被動地靜置水中等待目標，中國科學家已經讓材料自己“游”了起來。據香港《南華早報》4月26日報道，中國科學院青海鹽湖研究所與深圳大學團隊聯合研發出一種微觀“類捕食者”材料，能夠在低濃度燃料和可見光驅動下，自主捕捉水體中的鈾離子。這項成果3月24日發表于《納米研究》。
突破的關鍵，在于團隊發明了一款名為ZABDC的球形MOF微馬達。它直徑僅2微米，約為人類發絲寬度的五十分之一，內部布滿孔洞，比表面積高達1327平方米/克。在0.3%的過氧化氫溶液中，ZABDC微馬達每分鐘約可行進420微米——在顯微鏡下宛如一群微觀獵手在主動巡弋。若開啟可見光，速度提升至原先的兩倍有余，并在COMSOL模擬下證實，其動力來源于離子梯度差異引發的自擴散泳效應。經“拓撲畸變”設計改造的這款微馬達，吸附容量達到406毫克/克，且在含鹽量極高的鹵水中依然維持出色的選擇性。更令人感興趣的是，它還會“捕食”：在與惰性微粒共存的二元體系中，ZABDC微馬達在特定濃度條件下追逐、逃逸與集群游動，呈現生物般的群體行為。
鈾資源獲取的戰略意義，恰是這項基礎材料創新背后的深層推力。我國核電裝機規模持續擴容，鈾資源高度依賴進口，而據估計，全球海水鈾總儲量高達45億噸，這一誘惑使得“向海洋要鈾”成為必爭之地。今年2月5日，中核集團牽頭的海水提鈾技術創新聯盟宣布，已如期在真實海洋環境中完成公斤級鈾產品提取。從“吸附”到“游動”，從公斤級到智能化，這一跡象折射出國家核燃料自主化正加速落地。
然而，科研者依舊保持了足夠的冷靜與克制。該材料目前還無法在高鹽度的鹽湖鹵水中支撐耐久運作，距離大規模落地尚有多個變量需要跨越。正如周永全研究員所言，越是基礎的核心機制突破，后面需要付出的試錯與迭代也越漫長——但海水提鈾的賽道，顯然已變得更加寬廣而生動。
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