Ученые создали особую металлорганическую сетку, которая собирает в морской воде уран в 4 раза эффективнее существующих аналогов.
Исследователи под руководством профессора химии Венбина Лина из
Университета Северной Каролины разработали металлорганическую сеть,
которая может собирать ионы урана, растворенные в морской воде. До сих
пор самой совершенной технологией «выуживания» урана из морской воды
считались синтетические волокна, на поверхность которых нанесены особые
химические вещества, связывающие уран.
В отличие от них, новая
сетка в лабораторных тестах работает по крайней мере в 4 раза
эффективнее и легко извлекает из воды сырье для ядерного топлива. В
будущем подобная технология может обеспечить альтернативный источник
дорогостоящего топлива для реакторов, а также применяться для очистки
воды, загрязненной радиоактивными веществами.
Металлорганические структуры считаются очень перспективными для ряда
технологических приложений, включая хранение газов и разделение смесей
веществ. Структуру металлорганических материалов можно настроить для
выполнения различных задач, например пористая структура используется во
многих коммерческих адсорбентах. Кроме того, как и органические
полимеры, металлорганические структуры можно «научить» связываться с
различными специфическими молекулами.
В мировом океане растворено около 4 млрд тонн урана - это примерно в 600
больше всех запасов урана на суше. Но добывать уран из морской воды
крайне сложно из-за его низкой концентрации: 3 части на миллиард. При
современных технологиях добычи потребовалось бы использовать очень много
пластикового адсорбента, что привело бы к масштабному засорению океана
пластиком. Этот пластик должен находиться в морской воде несколько
недель и за это время кроме урана в адсорбент попадет много других
«бесполезных» ионов. Все это делает добычу урана из воды очень
трудоемкой и дорогостоящей затеей. В цифрах это выглядит следующим
образом: килограмм урана, добытого из океана современными способами,
будет стоить от $1000 до $2000 за килограмм, примерно в 10-20 раз больше
текущей рыночной цены.
Новый материал может изменить ситуацию, поскольку он намного
эффективнее. Так, в лаборатории 1 грамм металлорганического адсорбента
смог собрать более 200 миллиграмм урана, что является неплохим
показателем. Разработчики отмечают, что новая технология может
значительно сократить стоимость добычи урана из морской воды – даже если
«морской» уран будет в 2 раза дороже «сухопутного», он уже будет
конкурентоспособен в силу различных экономических и политических причин.
