Màng xốp hút uranium từ nước biển hiệu quả gấp 20 lần

Thứ Bảy, 18 Tháng Mười Hai 20215:00 SA(Xem: 874)
Màng xốp hút uranium từ nước biển hiệu quả gấp 20 lần
Trong thử nghiệm, 1 gram màng xốp hút được từ nước biển 9,03 milligram uranium, chất dùng làm nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân.
Với nồng độ thấp, việc khai thác uranium từ biển khó và tốn kém hơn nhiều so với từ lòng đất. Ảnh: Shutterstock

Với nồng độ thấp, việc khai thác uranium từ biển khó và tốn kém hơn nhiều so với từ lòng đất. Ảnh: Shutterstock

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc phát triển vật liệu mới lấy cảm hứng từ hệ thống mạch máu, có khả năng tách lấy uranium từ nước biển nhiều gấp 20 lần so với những phương pháp khác, SCMP hôm 10/12 đưa tin.

Uranium là nguyên tố phóng xạ tự nhiên, thường được dùng để làm nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân. Khi nhu cầu điện hạt nhân toàn cầu tăng, nhu cầu uranium cũng tăng theo. Đây là tài nguyên hữu hạn, nhưng giới khoa học ước tính biển chứa tới hơn 4,5 tỷ tấn uranium, gấp khoảng 1.000 lần trữ lượng trên đất liền. Vì vậy, chiết xuất uranium từ nước biển có thể là một giải pháp bền vững hơn cho năng lượng hạt nhân.

Tuy nhiên, nồng độ uranium trong nước biển rất thấp, ước tính khoảng 3,3 microgram mỗi lít. Điều này khiến việc khai thác uranium trong nước biển trở nên khó khăn và tốn kém hơn nhiều so với khai thác từ lòng đất.

Giới khoa học nhận ra triển vọng dùng uranium ở đại dương làm nhiên liệu cho năng lượng hạt nhân từ những năm 1950, nhưng phải đến những năm 1980, các nhà nghiên cứu Nhật Bản mới phát triển được cách chiết xuất nó. Họ sử dụng một hợp chất hóa học có tên amidoxime để liên kết với hạt uranium trôi nổi.

Nghiên cứu mới của nhóm chuyên gia tại Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), xuất bản trên tạp chí Nature Sustainability, tập trung vào việc nâng cao khả năng hấp phụ hay hút bám của hợp chất này. Họ tạo ra một màng xốp mô phỏng theo các phân dạng (cấu trúc phức tạp hình thành từ những hình khối đơn giản được lặp lại nhiều lần, mỗi lần lại giảm kích thước) trong tự nhiên, ví dụ như mạch máu.

Nhóm nghiên cứu nhận thấy màng xốp thấm đẫm amidoxime có thể chiết xuất uranium hiệu quả hơn đáng kể so với những vật liệu được sử dụng trước đó, với khả năng hấp phụ cao gấp 20 lần. "Các phân dạng như mạch máu hiện diện phổ biến trong những hệ thống sinh học. Chúng cho phép tối ưu hóa sự trao đổi và chuyển hóa các chất. Chúng truyền cảm hứng cho chúng tôi thiết kế chất hấp phụ mới", Yang Lisen, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.

Trong 4 tuần, nhóm nhà khoa học nhận thấy 1 gram màng xốp chiết xuất được tới 9,03 milligram uranium từ nước biển tự nhiên, một trong những hiệu suất cao nhất với phương pháp sử dụng màng.

Vật liệu do nhóm nghiên cứu Trung Quốc thiết kế có thể bằng hoặc vượt trội hơn nhiều chất hấp phụ hiện nay, theo đánh giá của chuyên gia Alexander Wiechert và Sotira Yiacoumi tại Viện Công nghệ Georgia, chuyên gia Costas Tsouris tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge (Mỹ).

Tuy nhiên, nghiên cứu chưa đề cập đến ảnh hưởng của hiện tượng biofouling - sinh vật tích tụ trên những bề mặt chìm dưới nước. Hiện tượng này có thể tác động đến khả năng hút uranium của màng xốp. Bên cạnh đó, màng xốp cũng sẽ hút nhiều phân tử khác từ nước biển như vanadium, sắt, kẽm và đồng nên cần có một biện pháp để tách riêng chúng.

"Tuy nhiên, tiến trình hiện nay cùng với nỗ lực của các nhà nghiên cứu khác trên khắp thế giới về vấn đề này cũng giúp chúng ta ngày càng tiến gần hơn đến việc phát triển một chất hấp phụ mang tính thực tiễn", các nhà nghiên cứu Mỹ nhận định.

Gửi ý kiến của bạn
Tên của bạn
Email của bạn
Thứ Bảy, 03 Tháng Hai 20184:00 SA
Xin chào, buổi sáng của các bạn thế nào? Tối qua trước khi ngủ, tôi đã đọc lại cuốn ‘How to Win Friends and Influence
Thứ Bảy, 03 Tháng Hai 20183:29 SA
Nông dân Việt Nam hiện tại đa số nghèo, ít học, thiếu kiến thức và bần nông. Muốn thành công thì phải trở nên thông thái.
Thứ Bảy, 03 Tháng Hai 20181:30 SA
Xin tiếp chủ đề Bắc Kỳ, nói đúng hơn là “Tác động của CNXH lên người dân.” Chuyện bắt đầu như sau
Thứ Năm, 01 Tháng Hai 20186:00 SA
Không biết có nói cho các bạn biết chưa, nhưng tôi rất thích Trẻ Em. Tôi rất thích nựng Trẻ Em, nó đem lại cảm giá
Thứ Năm, 01 Tháng Hai 20184:00 SA
Trước tiên, tao là người gần 4 năm rồi không coi đá banh Việt Nam, vì cái Đội Tuyển Bắc Kỳ nó đá như CC
Thứ Ba, 30 Tháng Giêng 201810:00 CH
Tôi đang coi bộ phim “Người đua diều” (dù đọc truyện tất nhiên hay và cảm xúc hơn nhiều lần). Trong phim có đoạn Amir
Thứ Ba, 30 Tháng Giêng 20186:00 SA
Tôi sẽ so sánh nông dân Việt Nam với nông dân của các nước tiên tiến như Israel, Mỹ, Úc, Nhật hay Ý.
Thứ Ba, 30 Tháng Giêng 20185:00 SA
Yêu Nước – một thuật ngữ mà đến giờ tôi vẫn chưa thể nào định nghĩa chính xác được. Thế nào là Yêu Nước,
Thứ Hai, 29 Tháng Giêng 201810:00 CH
Xin tiếp chủ đề Bắc Kỳ, nói đúng hơn là “Tác động của CNXH lên người dân.” Chuyện bắt đầu như sau
Chủ Nhật, 28 Tháng Giêng 201810:43 CH
(HNPD) Sở Thú thình lình bị cháy tưng bừng, rối loạn, con gì chạy phóng ra ngoài thoát t hân đầu tiên ?