По словам ученых на создание нового материала их вдохновила фрактальная геометрия кровеносных сосудов.
анонсы и реклама

По оценкам Агентства по ядерной энергии, в океанах содержится не менее четырех миллиардов тонн урана, что примерно в 500 раз превышает количество урана, содержащегося в сухопутных месторождениях. Однако добыча и извлечение этого урана из моря до сих пор были трудновыполнимыми задачами. 

Уран природное топливо для ядерных реакторов

реклама

 

Линсен Ян из Китайской академии наук в Пекине (Chinese Academy of Sciences - CAS) и его коллеги создали полимерную мембрану, напоминающую систему кровеносных сосудов, и дополнили ее материалом, пропитанным соединением под названием амидоксим позволяющим связывать ионы урана. Таким образом, они разработали новый материал, который может абсорбировать в 20 раз больше урана из морской воды, чем его аналоги. 

Чтобы определить присутствие урана в инновационном материале, команда использовала рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию. Специалисты также обнаружили, что материал, насыщенный ураном, можно очистить соляной кислотой, удалив 98 процентов металла. Также выяснилось, что новая технология позволяет использовать материал многократно в течение длительного времени, что значительно снижает затраты на добычу урана. 

VFKA/iStock 

Ученые рассказали о том, что на создание этого материала их вдохновила геометрия кровеносных сосудов млекопитающих. “По аналогии с фрактальной структурой в живой природе мы создали иерархическую пористую мембрану на основе полимера, способную задерживать уран в морской воде". 

“Использование биомиметической мембраны значительно ускорят процесс диффузии и позволяет в 20 раз повысить адсорбционную способность урана в водном растворе по сравнению с обычной мембраной”, - сообщают специалисты в своем отчете. 

Исследователи рассматривали возможность извлечения урана из океанов со времен Второй мировой войны. Однако, поскольку добыча урана на суше уже активно велась, ученые отказались от этой идеи и сосредоточились на изучении уже проверенных методов добычи урана.

Однако процесс добычи урана из океана не связан с теми же экологическими проблемами, с которыми сталкиваются наземные урановые рудники. Добыча урана в океане не требует рытья или разрушения земли. Вероятнее всего, полосы поглощающего материала будут просто уложены вдоль дна океана. Естественного течения воды будет достаточно, чтобы насытить мембрану ураном. 

Технология новая, но первые результаты многообещающие. Необходимо дальнейшее развитие, чтобы снизить производственные затраты и, наконец, позволить миру добывать ядерное топливо из океана и обеспечивать потребности человечества в электроэнергии. 

Схема биоинспирированной иерархической пористой мембраны

a) Иерархические сети кровеносных сосудов в живых организмах. 

b) Модель на основе разветвленных трубок, созданная на основе кровеносной системы млекопитающих. Увеличение числа разветвлений при уменьшении диаметра ветвей позволяет эффективно переносить вещества при низких затратах энергии. 

c)  Схематическая иллюстрация фрактальной пористой мембраны на основе биоинспирированного материала 

анонсы и реклама

d) Принцип работы иерархической пористой мембраны для поглощения урана. Применение амидоксима обеспечивает особые места связывания.

3
Показать комментарии (3)

Популярные новости

Сейчас обсуждают