北京
出品|圆维度
当多数铀吸附材料还只能被动地静置水中等待目标，中国科学家已经让材料自己“游”了起来。据香港《南华早报》4月26日报道，中国科学院青海盐湖研究所与深圳大学团队联合研发出一种微观“类捕食者”材料，能够在低浓度燃料和可见光驱动下，自主捕捉水体中的铀离子。这项成果3月24日发表于《纳米研究》。
突破的关键，在于团队发明了一款名为ZABDC的球形MOF微马达。它直径仅2微米，约为人类发丝宽度的五十分之一，内部布满孔洞，比表面积高达1327平方米/克。在0.3%的过氧化氢溶液中，ZABDC微马达每分钟约可行进420微米——在显微镜下宛如一群微观猎手在主动巡弋。若开启可见光，速度提升至原先的两倍有余，并在COMSOL模拟下证实，其动力来源于离子梯度差异引发的自扩散泳效应。经“拓扑畸变”设计改造的这款微马达，吸附容量达到406毫克/克，且在含盐量极高的卤水中依然维持出色的选择性。更令人感兴趣的是，它还会“捕食”：在与惰性微粒共存的二元体系中，ZABDC微马达在特定浓度条件下追逐、逃逸与集群游动，呈现生物般的群体行为。
铀资源获取的战略意义，恰是这项基础材料创新背后的深层推力。我国核电装机规模持续扩容，铀资源高度依赖进口，而据估计，全球海水铀总储量高达45亿吨，这一诱惑使得“向海洋要铀”成为必争之地。今年2月5日，中核集团牵头的海水提铀技术创新联盟宣布，已如期在真实海洋环境中完成公斤级铀产品提取。从“吸附”到“游动”，从公斤级到智能化，这一迹象折射出国家核燃料自主化正加速落地。
然而，科研者依旧保持了足够的冷静与克制。该材料目前还无法在高盐度的盐湖卤水中支撑耐久运作，距离大规模落地尚有多个变量需要跨越。正如周永全研究员所言，越是基础的核心机制突破，后面需要付出的试错与迭代也越漫长——但海水提铀的赛道，显然已变得更加宽广而生动。
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