一分子可以改變未來：amidoxime、海洋，以及與自然和諧共生的科學。
HTC-PAO新型吸附劑：源於水的幾何學奧秘
编辑者： Inna Horoshkina One
科學的奇妙之處，有時在於它能創造出看似早已存在於自然界的事物。我們時常會發現，某些突破性的發現，彷彿是地球這位古老的導師，終於願意向人類揭示它億萬年來所使用的語言與結構。
HTC-PAO吸附劑的誕生，正是這樣一個例子。這種新型材料的設計靈感，源自於地球本身已運用了數十億年的蜂窩結構原理，目的在於高效地從海水樣本中捕獲鈾元素。
發現的核心精髓
研究團隊成功開發出厚度達10毫米的這種新型吸附材料。相較於過去那些容易被洋流撕裂的薄膜，這種厚度提供了顯著的結構強度。然而，其真正的關鍵優勢，在於其獨特的幾何設計。
HTC-PAO內部整合了一套精密的三層通道系統：
大型通道負責引導水流的整體輸送；
橫向通道則用於分散和緩衝水流的能量衝擊；
而微孔結構則精準地捕捉並鎖住鈾離子，彷彿它們天生就知道自己的任務所在。
其成果令人矚目：在天然海水中浸泡35天後，回收的鈾含量達到了驚人的14.69毫克/克。這項數值超越了以往任何已知的吸附材料的表現。
海洋：地球的能源寶庫
海水中溶解的鈾總量估計高達45億噸，這比地球上的陸地鈾礦儲量還要多出千倍之多。儘管其濃度極低，僅為十億分之三，這就像是在海洋的呼吸中尋找黃金般困難。
然而，一旦人類掌握了有效收集這些「能源蹤跡」的技術，我們將能獲得多重益處：
獲得一個穩定可靠的核燃料來源；
減輕對陸地資源開採的壓力；
為未來的能源結構開闢一條嶄新的道路。
全球同步的能源競賽
世界各地正同時進行著相關研究，顯示出這項技術的迫切性與重要性：
中國正在開發PAF-144-AO和DAE-MOF等材料，這些材料已證實具備高度選擇性，並能在海洋環境中穩定運作。
俄羅斯則利用同步加速器技術，深入研究鈾的化學形態，以期找到更優化的水淨化方法。
中國核工業集團已訂下目標，計劃在2050年前啟動大規模的海水提鈾工業化生產線。這已不再是紙上談兵的實驗室項目，而是邁向工業化現實的堅實步伐。
結構為王：深層次的自然啟示
HTC-PAO的蜂窩結構並非單純的工程學設計，它體現了我們在自然界中常見的分形幾何原理，這種模式存在於：
蜜蜂的蜂巢中；
珊瑚礁的骨架裡；
礦物的晶體結構中。
科學家們在2025年的研究發現，細胞內部的DNA並非隨機堆疊，而是依據層級結構進行精確包裝：中心核心、工作區域和外層包膜。HTC-PAO的設計與此驚人地相似：大通道負責流體分配，中層通道引導物質移動，而最微小的孔隙則負責「捕獲」鈾。這種從DNA納米尺度到新材料毫米尺度的原理巧合，實在令人讚嘆。
這項發現為世界帶來了什麼啟示？
HTC-PAO的成功，再次提醒世人：最有效的結構，往往是那些遵循自然語言的結構。
它為當前的世界注入了新的動力：
能源獲取不再是零和博弈，而是與自然過程的協作；這體現了永續發展是對自然規律的尊重。
它確立了海洋不僅是資源庫，更是重要的合作夥伴。
未來科學的發展方向，將是人類的創新理念能像圖案融入世界紋理般，和地球的線條和諧共存。
在新材料的蜂窩結構與人類基因組的分形包裝之間，一個寧靜的疑問油然而生：如果結構在所有層級上都呈現重複性，這是否意味著整個世界正在使用同一種語言與我們溝通呢？
來源
Nature
ResearchGate
ResearchGate
ResearchGate
American Nuclear Society
ResearchGate
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