海南大学最新文章登上Cell头条

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

近日，来自海南大学的一篇新文章登上了Cell Press官网头条。

该文章以：Rational design of materials for uranium extraction from seawater（用于从海水中提取铀的材料的理性设计）为题，于 2025 年 11 月 5 日发表在了 Cell 子刊Matter上，海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室王宁教授、袁益辉研究员为共同通讯作者。

全球海水中有着几乎取之不尽的铀资源，这为从海水中提取铀以确保长期核燃料供应提供了一个有前景的解决方案。然而，这一想法也存在着诸多挑战，例如海水中铀的浓度超低、大量共存离子难以分离，海洋环境恶劣等，阻碍了实际应用。

近期的研究表明，对表面化学性质和局部结构环境进行精确调控在提高铀吸附剂的选择性、结合位点的可及性以及整体提取能力方面发挥着决定性作用。然而，目前的材料仍存在选择性欠佳、活性位点密度不足以及结构适应性差等局限性，这凸显了对能够提高铀提取效率的材料进行理性设计的必要性。

该观点文章系统总结了提高铀提取效率的材料的理性设计策略，突出了新兴方法，包括优化铀吸附剂和加入催化剂以提高铀的浓缩度，这两者都有助于提升铀提取性能。

这些策略共同提高了材料在海洋环境下的结构响应性和提取行为，通过增加活性位点的暴露、减轻静电排斥以及促进物质传输来实现。此外，该文章还探讨了近期的进展和新出现的挑战，勾勒出未来的研究方向，以加快在海洋环境中从海水中提取铀的材料的理性设计与开发，从而推动从海水中获取可持续核燃料的进程。

总的来说，基于对铀提取材料若干前沿设计策略的分析，该文章提出了促进材料理性设计的指导方针。该设计框架聚焦铀结合位点的精准调控、结构优化、催化强化以及抗生物污损组分的整合，凝练了提升铀提取效能的新设计理念与方向，特别适用于天然海水环境下铀提取技术的实际应用场景。高通量计算筛选与实验数据挖掘的协同整合，为加速材料优化进程及发现非常规设计原理提供了空前的机遇。通过多维材料设计与先进计算技术的深度融合，海水提铀技术将在高效可持续的未来资源开发模式中实现突破性发展，由此开辟出应对全球能源挑战的革命性路径。

论文链接：

https://www.cell.com/matter/abstract/S2590-2385(25)00418-7