微型机器人是如何清理放射性废物

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视频介绍

核能有很大希望在不产生温室气体的情况下，满足世界日益增长的能源需求。但是我们需要寻求一种去除放射性同位素的方法，既可以去除核电站产生的废水，也可以去除环境中的放射性同位素，以防发生泄漏。现在，研究人员在ACS Nano上发表了一篇报告，他们已经开发出了微型的、自行推进的机器人，可以从模拟废水中去除放射性铀。放射性废物的意外释放，如切尔诺贝利和福岛核电站灾难，对环境、人类和野生动物构成巨大威胁。科学家已经开发出了从水中捕获、分离、移除和回收放射性铀的材料，但这些材料有局限性。目前最有前途的方法之一是使用金属有机框架(MOFs)清除，它能够在其多孔结构中捕获特定物质(包括放射性铀)的化合物。为此，国外研究人员马丁·普梅拉和他的同事们想要在一个名为ZIF-8的棒状MOF中，添加微型电动机，以查看其是否可以快速清除放射性废物。为了制造这种推进的微型机器人，研究人员设计了ZIF-8杆，直径约为人类头发的十五分之一。研究人员分别添加了铁原子和氧化铁纳米颗粒来稳定结构并使其具有磁性。催化铂纳米粒子放置在每根棒的一端，将水中的过氧化氢“燃料”转化为氧气泡，以每秒60倍自身长度的速度推动微型机器人。在模拟放射性废水中，微型机器人在一小时内清除了96%的铀。研究小组用磁铁收集了装载铀的棒，然后将铀剥离，这样微型机器人就可以循环利用了。研究人员说，这种自行推进的微型机器人有朝一日可以帮助管理和修复放射性废物。