Хіміки розробили полімер, який захоплює з морської води сполуки урану, “не звертаючи уваги” на інші речовини. Такий спосіб видобутку сировини може забезпечити людство енергією на тисячоліття.
Розробка описана в науковій статті, опублікованій у журналі Nature Communications.
Нагадаємо, що в морській воді містяться іони ураніла (UO22+). Їх не так вже багато: три міліграма урану на тонну води. Але сумарно це чотири мільярди тонн урану. Згідно з оцінками фахівців, це в тисячу разів більше, ніж у всіх наземних джерелах разом узятих. Річ у тому, що річки протягом мільярдів років вимивали ураноносні мінерали з ґрунту і несли їх в океан. Такого джерела енергії людству може вистачити на тисячоліття.
З цієї причини з 1960-х років вчені вивчають речовини, здатні захоплювати іони ураніла.
На сьогодні найкраще з витягом ураніла справляються матеріали на основі амідоксімів. На жаль, про них не можна сказати, що вони вірні урану, як лицар прекрасній дамі: ще охочіше ці речовини захоплюють іони ванадію, хоч їх і менше в морській воді.
Для видалення ванадію потрібно концентрований розчин кислоти. Він пошкоджує матеріал, заважаючи його повторного використання. До того ж постає питання, як утилізувати такий небезпечний очищувач. В результаті використання адсорбенту стає просто невигідним.
Матеріал вибірково захоплює іони ураніла і легко вивільняє їх.
Автори нової розробки використовувала інший підхід. Хіміки “підгледіли” технологію у бактерій і грибів, що захоплюбть з навколишнього середовища, іони заліза. Для цього мікроорганізми використовують особливі речовини – сідерофори (siderophores).
За допомогою комп’ютерного моделювання і експериментів “в пробірці” дослідники створили функціональну групу з запаморочливою назвою “2,6-біс-[гідрокси(метил)аміно]-4-морфолино-1,3,5-триазин”, для якої милосердно ввели коротке позначення H2BHT.
Як показали експерименти, полімер на основі H2BHT легко захоплює іони ураніла, практично не цікавлячись ванадієм і іншими сторонніми металами. Відокремити зібрану сировину можна за допомогою м’якого розчину з лужною реакцією. Він не пошкоджує матеріал і дозволяє використовувати його багато разів.
Важливо, що полімер дешевий у виготовленні, нетоксичний і не представляє небезпеки для екології.
Тепер дослідники сподіваються досягти ще більшої ефективності і створити комерційну версію адсорбенту.