Khác với những nỗ lực trước đây, loại vật liệu này chủ động tìm kiếm các ion urani như một kẻ săn mồi và được vận hành bằng năng lượng ánh sáng. Đây là một phương pháp bẫy urani chủ động và thân thiện với môi trường hơn.
Uranium là một chất phóng xạ nổi tiếng được sử dụng làm nhiên liệu trong các lò phản ứng phân hạch hạt nhân. Trong bối cảnh Trung Quốc đang thực hiện mục tiêu chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng tái tạo và hạt nhân, quốc gia này cần một nguồn cung uranium ổn định để vận hành các lò phản ứng.
Năm ngoái, dự án khai thác uranium lớn nhất nước đã bắt đầu đi vào hoạt động. Tuy nhiên quốc gia tỷ dân này vẫn đang phụ thuộc vào nhập khẩu để duy trì nguồn năng lượng cho các nhà máy hạt nhân.
Các ước tính cho thấy nước biển chứa khoảng 4,5 tỷ tấn uranium, nhưng nồng độ của chúng quá thấp khiến việc chiết xuất trở nên khó khăn và tốn kém
Trung Quốc hiện đang khai thác các hồ muối để thu thập kali và liti. Nhóm nghiên cứu do ông Yongquan Zhou dẫn đầu đã tìm ra cách chiết xuất uranium từ những hồ này bằng các động cơ siêu nhỏ (micromotor).
Phương pháp này sử dụng các động cơ siêu nhỏ khung kim loại hữu cơ (MOF). Những hạt siêu vi này nhỏ hơn khoảng 30 lần so với sợi tóc người, kích thước chỉ rộng 2 micromet.
Loại vật liệu này có đặc tính giống như một miếng bọt biển. Nhưng các nhà nghiên cứu đã sửa đổi cấu trúc bên trong để nó có thể tồn tại ổn định trong nước suốt thời gian dài. Phân tử này được kích hoạt bằng hydro peroxide giúp các động cơ siêu nhỏ di chuyển hạt với tốc độ 7 micromet mỗi giây. Ánh sáng mặt trời có thể đóng vai trò như một bộ tăng cường giúp tăng gấp đôi tốc độ đẩy của hạt.
Trong môi trường phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã sử dụng vật liệu này để chiết xuất được 406 miligam uranium trên mỗi gam vật liệu. Một khi vật liệu gặp ion uranium, nó sẽ khóa chất này vào một dạng khoáng chất ổn định và lưu trữ an toàn.
Những nỗ lực chiết xuất ion uranium trước đây thường dựa vào hệ thống thụ động khi các chất hấp phụ đứng yên một chỗ và chờ các ion đi qua để bẫy lại. Hệ thống mới này có khả năng chủ động tìm kiếm các ion khi di chuyển trong nước.
Đáng chú ý là các nhà nghiên cứu cũng quan sát thấy các hành vi của những động cơ siêu nhỏ này bao gồm săn đuổi, tháo chạy và tập hợp thành đàn khi nồng độ nhiên liệu thay đổi. Điều này tương tự như hệ thống kẻ săn mồi và con mồi trong sinh học.
Tuy nhiên các nhà nghiên cứu cũng đưa ra lưu ý thận trọng rằng công nghệ này vẫn đang ở giai đoạn đầu và chưa thể triển khai quy mô lớn ngay lập tức. Tại một số hệ thống cụ thể như các hồ muối Trung Quốc đang khai thác kali và liti, độ mặn quá cao khiến hệ thống chưa thể vận hành hiệu quả.
Ông Chu tin rằng các hồ muối còn chứa đựng nhiều thứ có thể chiết xuất ngoài kali và liti. Ngoài uranium, các nguyên tố chiến lược như rubidi và xesi cũng được tìm thấy trong các hồ này nhưng hiện Trung Quốc vẫn đang bỏ phí chúng như rác thải.
Khánh Linh
Theo IE
