东大惊人突破,核燃料无限取用,美却攻关失败

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这是一个听着像科幻、其实已经是真金白银做事的话题——从海水里捞核燃料。

先把结论撂在前头:这个方向,大洋彼岸折腾了几十年,最后卡在经济账上差点熄火;而东大这边,最近端出了一份新材料,最高吸附能力干到了美国能源部基准的8倍还多。这不是一篇普通的材料学论文,它对准的是东大核电版图里最大的一块短板——核燃料到底从哪儿来。

东大惊人突破,核燃料无限取用,美却攻关失败

先把这项突破说透。中科院青岛生物能源与过程研究所的团队,这次在海水提铀材料上连闯了两关,相关成果发表在《危险材料杂志》和《分离纯化技术》上。

第一关,是材料本身。团队首次把离散分子拓扑设计引入多孔有机笼体系,合成出一种磷酸功能化的材料,代号PhosCage。这种材料有多争气?5分钟就能达到吸附平衡,在真实海水样品里,实测提铀容量做到了每克50.4毫克,直接是美国能源部相关基准的8.4倍。您想想,别人定下的目标线,东大上来就翻着跟头超过去,这已经不是追平的问题,是直接换了赛道。[page]

可实验室里的材料再强,撒不进大海也白搭。第二关,就是工程化。团队又把它和芳纶纳米纤维复合,做成了可以布放的气凝胶微球,既能精准抓住铀离子,又不干扰其他杂质,还自带抑制微生物附着的能力。在天然海水里连续泡了15天,依然保持高效吸附。解决了传统材料泡在海里没多久就被海藻贝壳糊住的老毛病——这一步看着朴实,其实是要命的一步,因为材料在海里活不长,一切性能都等于零。

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