Trung Quốc tiết lộ cách chiết xuất uranium từ nước biển giá rẻ

Nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ năng lượng sinh học và quy trình sinh học Thanh Đảo (QIBEBT) thuộc Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc gần đây chế tạo một loại vật liệu mới tiết kiệm chi phí và có khả năng hấp phụ uranium đặc biệt. Nhóm công bố nghiên cứu trên tạp chí Kỹ thuật hóa học.

Vật liệu hấp phụ hoạt động bằng cách cho phép chất rắn, khí hoặc chất lỏng hòa tan bám vào bề mặt của chúng. Vật liệu mới có các hạt tròn, rỗng, rất nhỏ được gọi là “vi cầu hydrogel SA-DNA” với cấu trúc hữu cơ, có chiều ngang khoảng 2 mm và chứa nhiều lỗ nhỏ có kích thước tính bằng micromet.

Vật liệu này được tạo ra bằng cách kết hợp natri alginate – một sản phẩm dễ kiếm được chiết xuất từ tảo bẹ hoặc các nguồn khác, với các sợi DNA chức năng có thể nhận biết và liên kết với các ion uranium.

Theo South China Morning Post ngày 25.7, uranium là nguyên tố thiết yếu đối với năng lượng hạt nhân và được khai thác truyền thống từ đá. Song, uranium được coi là nguồn năng lượng không thể tái tạo nên các nhà khoa học đang tìm kiếm nguồn khai thác uranium vô tận ở các đại dương trên thế giới.

Cơ quan Năng lượng hạt nhân của OECD (trụ sở tại Pháp) ước tính có khoảng 4,5 tỉ tấn uranium lơ lửng trong các đại dương toàn cầu dưới dạng các ion uranyl hòa tan, gấp hơn một nghìn lần so với lượng trên đất liền. Tuy nhiên, việc chiết xuất các ion từ nước biển gặp nhiều rào cản vì các đại dương trên trái đất nồng độ uranium cực thấp với 1 tấn nước biển chỉ chứa 3,3 mg uranium và sự hiện diện của nhiều ion hòa lẫn trong môi trường biển.

Theo các nhà nghiên cứu, trong số các phương pháp đang được phát triển, thì hấp phụ là kỹ thuật phổ biến nhất vì tính đơn giản, tiết kiệm chi phí, hiệu quả và thân thiện với môi trường. Vật liệu hấp thụ là sự kết hợp của các enzyme chứa DNA, một loại DNA cụ thể và các vi cầu tổng hợp – một vật liệu có nguồn gốc từ sự trao đổi ion giữa các ion natri alginate và canxi.

Các enzyme sẽ hoạt động như “máy dò” vì chúng chỉ hoạt động khi có liên kết với các ion kim loại cụ thể. Sau đó, các vi cầu với chuyển động hấp phụ nhanh sẽ phát huy tác dụng. Các nhà nghiên cứu cho biết so với vật liệu hấp phụ triển vọng nhất hiện có, thì vật liệu hấp phụ của Trung Quốc có khả năng phát hiện chưa từng có với độ chọn lọc ion uranium cao hơn 43 lần so với ion vanadi.