Океан содержит урана в тысячу раз больше, чем все известные запасы на суше.
Ученые из Цинхайского института Солт-Лейкс (Китайская академия наук) создали микромотор на основе металлоорганического каркаса (MOF), который, под воздействием света и перекиси водорода, перемещается в воде и активно захватывает ионы урана. Частицы диаметром примерно 2 мкм (менее толщины человеческого волоса) движутся со скоростью до 7 мкм/с, а при облучении светом ускоряются почти вдвое.
В ходе лабораторных испытаний им удалось извлечь до 406 мг урана на грамм материала, преобразуя его в стабильную минеральную форму. В океане растворено около 4,5 миллиардов тонн урана, однако его крайне низкая концентрация делает традиционные методы добычи невыгодными. Новая технология активного сбора может изменить подход к обеспечению ядерным топливом.
Обычные адсорбенты для извлечения урана зависят от пассивного контакта с водой. Команда из Китая под руководством Юнцюаня Чжоу создала пористые губчатые частицы, которые, добавляя небольшое количество перекиси водорода, генерируют движущую силу — фактически, это микродвигатель. Дополнительное освещение (включая солнечное) ускоряет частицы, позволяя им активно наводиться на ионы урана.
В контролируемых экспериментах система показала поведение, напоминающее биологическую динамику «хищник-жертва»: активные микромоторы охотились за пассивными коллоидными частицами, адаптируя свое движение в зависимости от концентрации «топлива» и демонстрируя роевое взаимодействие.
Пекин рассматривает океан как потенциальный источник урана для своей быстро развивающейся атомной энергетики. Страна в настоящее время зависит от импорта, поэтому технологии добычи из морской воды становятся вопросом энергетической безопасности. Микромоторы MOF предлагают принципиально новый подход: вместо стационарных сорбентов используются подвижные микроскопические устройства, которые сами находят цель.
Руководитель группы Чжоу отмечает, что технология находится на ранней стадии. На данный момент микромоторы эффективны лишь в средах с высокой соленостью (например, в соленых озерах), а для работы в открытом океане необходимы дальнейшие инженерные решения. Также нужно решить проблему масштабируемости — от лабораторных образцов до промышленных объемов.
