一分子可以改变未来：amidoxime、海洋和与自然和谐共生的科学。
HTC-PAO新型吸附剂：源于水的几何学启示
编辑者： Inna Horoshkina One
科学的魅力在于，它有时会揭示出一些看似早已存在于自然界中的事物。每当这样的发现出现时，我们都会有一种感觉：这似乎是地球这位古老的智者，终于愿意向人类“回忆”起它亿万年来所采用的结构语言。
正是在这种理念的驱动下，一种名为HTC-PAO的新型吸附剂应运而生。它模仿了地球数十亿年来所依赖的蜂窝结构原理，成功实现了从海水中高效捕获铀元素的目标。
发现的核心精髓
研究人员成功设计出一种厚度达到10毫米的材料。这一厚度远超以往那些在洋流冲击下稍有不慎就会被撕裂的脆弱薄膜，极大地增强了其实用性。
然而，真正具有突破性的，是其精妙的几何结构。
HTC-PAO内部构建了一套精密的三级通道系统：
最大的通道负责引导水流的主体运输；
横向通道则承担了分散水流冲击能量的作用；
而微孔结构则如同精准的陷阱，专门用于捕获铀离子，仿佛它们天生就知道该如何锁定目标。
其捕获效率达到了惊人的水平：在经过35天自然海水浸泡后，每克材料能吸附14.69毫克的铀。这一数据超越了此前所有已报道材料的性能记录。
海洋：地球的巨大能源宝库
海水中溶解的铀总量估计高达45亿吨，这个数字是地球陆地矿藏储量的千倍之多。尽管其浓度极低，仅为十亿分之三，这无异于在海洋的呼吸中寻找黄金。
但一旦我们掌握了收集这些“能量痕迹”的技术，人类文明将迎来多重益处：
获得一个稳定可靠的燃料来源；
减轻对陆地资源的开采压力；
为未来的能源结构开辟一条全新的、可持续的道路。
全球共识：迈向同一方向
放眼全球，针对这一领域的平行研究正在同步推进：
中国正在研发PAF-144-AO和DAE-MOF等材料，这些材料已在海洋环境中展现出优异的选择性和操作能力。
俄罗斯则利用同步辐射光源，深入探究铀的化学形态，以期发现更高效的水体净化方法。
中国核工业集团已制定雄心勃勃的计划，目标是在2050年前启动大规模的海水提铀工业化生产。这表明，相关工作已不再局限于实验室阶段，而是正向着工业化现实稳步迈进。
深层关联：结构比材料本身更关键
HTC-PAO中的蜂窝结构，并非单纯的工程学设计，它体现了我们所熟知的分形几何原理，这种几何形态普遍存在于自然界中：
蜜蜂的蜂巢；
珊瑚礁的骨架；
矿物质的晶格结构。
科学家们在2025年的一项研究中发现，细胞内的DNA并非随机堆积，而是按照层级结构进行有序包装：中心区域、工作区和外层包膜。HTC-PAO的构造与之惊人相似：负责分流的大通道、引导物质运动的中间通道，以及负责“捕获”铀的微小孔隙。这种从DNA纳米尺度到新材料毫米尺度的原理惊人一致性，令人深思。
这项发现为地球的“语言”增添了什么？
HTC-PAO的问世，无疑是向世界发出的一个提醒：效率最高的结构，往往是那些遵循自然韵律的结构。
它为我们世界的脉动注入了新的元素：
为能源领域带来了新的希望，倡导一种通过协作而非对抗获取能量的理念，并强调可持续性是对自然过程的尊重。
深化了认知：海洋不应被视为单纯的资源库，而应被视为一个合作伙伴。
预示着未来科学的精髓在于和谐，即人类的创新理念能够像世界图景中的纹理一样，自然地融入地球既有的线条之中。
在新型材料的蜂窝结构与人类基因组分形包装的奥秘之间，一个安静的问题浮现出来：如果结构在所有尺度上都相互呼应——这是否意味着整个世界正在用同一种语言与我们交流？
来源
Nature
ResearchGate
ResearchGate
ResearchGate
American Nuclear Society
ResearchGate
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