Chinese Forscher entwickeln aktives Material zur gezielten Uranrückgewinnung

Während China den Ausbau seiner Kernenergiekapazitäten beschleunigt, ist die Sicherung einer stabilen Uranversorgung zu einer strategischen Priorität geworden, insbesondere angesichts seiner fortgesetzten Abhängigkeit.

Diese Abhängigkeit erhöht den Druck auf Bemühungen um alternative Extraktionsmethoden, einschließlich solcher, die auf ozeanische Ressourcen zugreifen. Yongquan Zhou, der das Forschungsteam leitet, erklärte, dass frühere Arbeiten an lichtgetriebenen Mikromotoren weitgehend nicht darauf abzielten, Uran spezifisch zu erfassen.

Er merkte an, dass, obwohl die zugrunde liegende Technologie nicht neu ist, ihre Anwendung auf die Uranextraktion noch relativ wenig erforscht ist, berichtete das South China Morning Post.

Auf der Mikroebene fertigte das Team

Auf der Mikroebene fertigte das Team poröse, schwammartige Partikel mit einem Durchmesser 2 Mikrometern, die deutlich dünner sind als ein menschliches Haar, und passte ihre interne Chemie an, um langfristige Stabilität in wässrigen Umgebungen zu gewährleisten.

Diese Partikel fungieren als Mikromotoren: Bei Kontakt mit kleinen Mengen Wasserstoffperoxid erzeugen sie Vortrieb und bewegen sich durch Wasser mit Geschwindigkeiten 7 Mikrometern pro Sekunde, was eine aktive Navigation anstelle der passiven Diffusion ermöglicht.

Bei Bestrahlung mit Licht beschleunigen die Partikel und verdoppeln nahezu ihre Geschwindigkeit und erhalten einen solarbetriebenen Schub. In Labortests zeigten sie eine hohe Effizienz bei der Extraktion bis zu 406 Milligramm pro Gramm einfangen.

Das Uran wird anschließend in eine

Das Uran wird anschließend in eine stabile mineralisierte Form umgewandelt, was die Trennung und sichere Lagerung erleichtert. Aktive Mikromotortechnologie könnte die Uranextraktion neu definieren.

Das neue System navigiert abweichend ömmlichen Adsorbentien, die auf passiven Kontakt angewiesen sind, aktiv durch das Wasser, um Uranionen zu lokalisieren und einzufangen. Wie Zhou erklärte, arbeitet der Mikromotor autonom und bleibt nicht an Ort und Stelle.

Angetrieben durch Licht kann es einen energieeffizienteren und umweltfreundlicheren Ansatz im Vergleich zu herkömmlichen, stationären Materialien. In kontrollierten Experimenten dokumentierten die Forscher emergente Verhaltensweisen, die biologischen Räuber-Beute-Dynamiken ähneln.

Als aktive Mikromotoren mit passiven kolloidalen

Als aktive Mikromotoren mit passiven kolloidalen Partikeln kombiniert, zeigte das System Muster, die an Jagen, Fliehen und koordinierte Schwarmbewegung erinnern, wobei diese Interaktionen als Reaktion auf �nderungen der Treibstoffkonzentration verschoben wurden.

Ein Großteil der experimentellen Arbeit wurde , wobei Zhou anmerkte, dass das zugrunde liegende Konzept auf andere strategische Elemente wie Rubidium und Caesium erweitert werden könnte.

Obwohl die ersten Ergebnisse vielversprechend sind, betonte Zhou, dass die Technologie noch in den Kinderschuhen steckt und mit erheblichen Skalierbarkeitsherausforderungen konfrontiert ist. Hochsalzhaltige Umgebungen, wie Salzseen, begrenzen derzeit den Betrieb der Mikromotoren.

Der chinesische Wissenschaftler fügte hinzu, dass weitere Verfeinerungen im Gange seien und betonte, dass die Übertragung des Systems auf reale Anwendungen kontinuierliche Forschungs- und Ingenieurverbesserungen erfordern werde.