Kínai tudósok olyan szerves anyagot fejlesztettek ki, amellyel uránt lehet kinyerni a tengervízből – írja az Interesting Engineering. Az anyag állítólag költséghatékony és „kivételes uránadszorpciós képességgel” rendelkezik. Az urán az atomreaktorok üzemanyagául szolgáló elsődleges nehézfém, így alapvető fontosságú az atomenergia szempontjából. A fémet hagyományosan az uránércből nyerték ki, de most a tudósok célja, hogy ne legyen szükség a kőzetre.
A Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) kutatói megfizethető nátrium-alginátot (SA) és funkcionális DNS-szálakat választottak ki, hogy SA-DNS hidrogél mikrogömböket állítsanak elő az uranil-ionok (UO22+) szelektív adszorpciójához.
Azon adszorbensekkel összehasonlítva, amelyek amidoxim csoportot használnak uránkivonásra, az SA-DNS-hidrogél mikrogömbök lényegesen nagyobb szelektivitást mutattak az uránra nézve:
az urán és a vanádium aránya 43,6 volt szimulált tengervízben és 8,62 természetes tengervízben.
Az új módszer így környezetbarát, költséghatékony, könnyen szintetizálható és újrahasznosítható. A tanulmány arra is rámutat, hogy a specifikus DNS-enzimek különböző fémionok felismerésére való képességének köszönhetően az ilyen DNS-alapú adszorbensek felhasználhatók más értékes fémionok tengervízből való kinyerésére is.
Az uránt hagyományosan az uránércből nyerték ki, de most a tudósok célja, hogy ne legyen szükség a kőzetre. (Fotó: Canva)
Az ionok kivonása több okból is kihívásnak bizonyult, többek között azért, mert a Föld óceánjainak rendkívül alacsony az urán koncentrációja – 1 tonna tengervíz mindössze 3,3 milligramm uránt tartalmaz -, illetve mert a komplex tengeri környezetben számos más ion is jelen van, amelyek zavaró tényezők lehetnek.
A kísérlet ahhoz hasonlítható, mintha 1 gramm sót találnánk 300 000 liter édesvízben.
A kínai tudósok adszorpciós kísérleteit természetes tengervízzel végezték, dúsítás nélkül. Az urán adszorpciós kapacitása a természetes tengervízben 8,62-szer nagyobb volt, mint a vanádiumé, ami az SA-DNS hidrogél mikrogömbök jelentős szelektivitását jelzi a gyakorlati alkalmazásokban.
Figyelemre méltó, hogy az adszorbens kiváló adszorpciós teljesítményt mutatott a természetes tengervízben való hosszan tartó merítés során, különösen az ultra magas szelektivitása miatt.
Az adszorpciós anyag a DNS-enzimek – azaz a DNS egy speciális típusa – és a kompozit mikrogömbök – a nátrium-alginát és a kalciumionok közötti ioncseréből származó anyag – kombinációja. Az enzimek „detektorként” működnek, mivel csak akkor válnak aktívvá, ha specifikus fémionokhoz kötődnek, ez a tulajdonságuk segít az uránionok azonosításában – a többi iononnal szemben.
Ezután a mikrogömbök – amelyek gyors adszorpciós mozgással és jelentős adszorpciós kapacitással rendelkeznek – játsszanak fontos szerepet.
Kínának egyébként 27 építés alatt álló atomreaktora van, és nemrégiben mutatott be egy olvadásbiztos nukleáris reaktort. A technológia nagy lépés atomenergia-ipar számára, emlékezve a 2011-es fukusimai atomerőmű balesetre, amelyet az atomreaktorok leolvadása okozott.
Kiemelt kép forrása: Canva
K. Lili
