ابداع ماده‌ای برای استخراج اورانیوم از آب دریا

به گزارش مجله خبری نگار، دانشمندان چینی یک ماده آلی برای استخراج اورانیوم از آب دریا ساخته‌اند. گفته می‌شود این ماده مقرون به صرفه است و قابلیتی استثنایی در جذب اورانیوم دارد.

اورانیوم یک منبع انرژی تجدیدناپذیر و فلز سنگین اولیه مورد استفاده برای سوخت رآکتورهای هسته‌ای است که برای تولید انرژی هسته‌ای ضروری است. این فلز به طور سنتی از سنگ استخراج می‌شد، اما اکنون دانشمندان قصد دارند اورانیوم را از آب دریا استخراج کنند.

پژوهشگران موسسه زیست‌انرژی و فناوری فرآیندهای زیستی چینگدائو(QIBEBT) آلژینات سدیم مقرون به صرفه(SA) و رشته‌های دی‌ان‌ای عملکردی را برای ساخت ریزکره‌های هیدروژل SA-DNA برای جذب انتخابی یون‌های اورانیل(UO22+) به روشی مقرون‌به‌صرفه انتخاب کردند.

در مقایسه با جاذب‌های پیشرفته گزارش شده که از گروه آمیدوکسیم برای استخراج اورانیوم استفاده می‌کنند، ریزکره‌های هیدروژل SA-DNA گزینش‌پذیری قابل توجهی برای اورانیوم با نسبت اورانیوم به وانادیوم 43.6 در آب دریای شبیه‌سازی شده و 8.62 در آب طبیعی نشان دادند.

علاوه بر این، این جاذب جدید، سازگار با محیط زیست و مقرون به صرفه است، همچنین به راحتی تولید می‌شود و با استحکام مکانیکی و قابل بازیافت قابل توجهی است.

بر اساس این مطالعه، با توجه به توانایی متمایز این ماده خاص در تشخیص یون‌های فلزی مختلف، چنین جاذب‌های مبتنی بر دی‌ان‌ای ممکن است برای بازیابی یون‌های فلزی ارزشمند دیگر از آب دریا نیز استفاده شوند.

آزمایشها با استفاده از آب طبیعی دریا

استخراج یون‌ها به دلایل متعددی چالش برانگیز است، از جمله غلظت بسیار کم اورانیوم در اقیانوس‌های زمین (یک تن آب دریا حاوی تنها 3.3 میلی‌گرم اورانیوم است) و وجود یون‌های مختلف دیگر که می‌توانند در محیط پیچیده دریایی دخالت کنند. این کار را می‌توان با یافتن یک گرم نمک در 300 هزار لیتر آب شیرین مقایسه کرد.

آزمایشات جذب توسط دانشمندان چینی با استفاده از آب طبیعی دریا انجام شد.

ظرفیت جذب اورانیوم در آب طبیعی دریا 8.62 برابر بیشتر از وانادیوم بود که نشان‌دهنده گزینش پذیری قابل‌توجه ریزکره‌های هیدروژل SA-DNA برای UO22+ در کاربردهای عملی است.

این ماده جاذب عملکرد جذب عالی را تحت غوطه‌وری طولانی مدت در آب طبیعی دریا به ویژه گزینش پذیری فوق العاده بالا از خود نشان داد.

ترکیبی از آنزیم‌های دی‌ان‌ای

این ماده جاذب ترکیبی از آنزیم‌های دی‌ان‌ای و نوع خاصی از دی‌ان‌ای و ریزکره‌های مرکب و ماده‌ای است که از تبادل یونی بین آلژینات سدیم و یون‌های کلسیم به دست می‌آید.

آنزیم‌ها به ‌عنوان یک «شناسا» عمل می‌کنند، زیرا تنها زمانی فعال می‌شوند که به یون‌های فلزی خاص متصل شوند، مشخصه‌ای که به شناسایی یون‌های اورانیوم نسبت به یون‌های مزاحم کمک می‌کند. سپس ریزکره‌ها که دارای حرکت جذب سریع و ظرفیت جذب قابل توجهی هستند، نقش خود را ایفا می‌کنند.

چین که در حال حاضر 27 رآکتور هسته‌ای در حال ساخت دارد و اخیرا با موفقیت یک رآکتور شکافت هسته‌ای مقاوم در برابر ذوب را به نمایش گذاشته است.