铀仍是核反应堆的关键燃料。
中国科学院的研究人员设计出一种光驱动微型马达，能在水中自主游走并主动捕获铀离子，标志着资源提取先进材料向前迈出一步。
该系统由中科院青海盐湖研究所开发，基于一种金属有机框架（MOF），可将光转化为运动，使其能在微观尺度充当自驱动收集器。
铀依然是核反应堆的关键燃料，尽管海水中溶解的铀估计有45亿吨，但其浓度极低，长期以来使提取在技术上复杂、经济上不可行。
寄望海洋解决方案，保障核燃料供应
随着中国加快核电能力建设，确保铀的稳定供应已成为战略重点，尤其是中国仍依赖进口。这种依赖使寻求替代提取方法的工作变得更加紧迫，包括利用海洋资源的方法。
据报道，研究团队负责人周永全表示，此前关于光驱动微型马达的研究大多未专门针对铀。他指出，虽然基础技术并不新鲜，但其在铀提取上的应用仍相对未被探索。
在微观尺度上，该团队制备了直径约2微米的多孔海绵状颗粒，远细于人的头发丝，并调节其内部化学性质，以在水环境中保持长期稳定性。这些颗粒可充当微型马达：当接触少量过氧化氢时，它们便产生推力，以每秒约7微米的速度在水中移动，实现主动游走而非被动扩散。
当暴露在光下时，这些颗粒会加速，速度几乎翻倍，获得太阳能驱动的提升。在实验室测试中，它们从水中提取铀的效率很高，捕获量高达每克406毫克。随后，铀被转化为稳定的矿化形态，便于分离和安全储存。
与依赖被动接触的传统吸附剂不同，新系统能在水中主动游走，定位并捕获铀离子。正如周永全解释的那样，这种微型马达能自主运行，而非固定不动。以光驱动，它能自行移动，与传统的固定材料相比，提供了一种更节能环保的方法。
在对照实验中，研究人员记录到类似生物捕食者-猎物动态的涌现行为。当主动微型马达与被动胶体颗粒组合时，系统展现出类似“捕猎”、“逃逸”和协调群集运动的模式，这些相互作用会随燃料浓度的变化而改变。
大部分实验工作由伊克拉姆·穆罕默德主导，周永全指出，其基本概念可拓展至回收铷和铯等其他战略元素。虽然早期结果充满希望，但周永全强调，该技术仍处于起步阶段，面临重大的可扩展性挑战。
高盐度环境（如盐湖）目前限制了这种微型马达的运作。这位中国科学家补充说，进一步的优化工作正在进行，并强调将该系统转化为实际应用需要持续的研究和工程改进。
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