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我国科研团队研发出世界领先绿色金属提取新技术
近日,一项突破性的绿色金属提取技术在新能源领域引发广泛关注。由中国科学院青岛生物能源与过程研究所、太阳能光电转化与利用全国重点实验室的高军研究员、李朝旭教授联合中国科学院理化技术研究所江雷研究员等组成的科研团队,成功开发出一种创新性的重金属离子膜分离技术。
这项技术的独特之处在于,它借鉴了生物体内钙离子传输的奥秘。研究人员发现,生物体内的钙离子通道能够在高浓度钠离子环境中,以极高的效率和精度选择性地传输钙离子。这一神奇现象背后隐藏着两个关键机制:"异常摩尔分数效应"和"离子单线排列诱导的快速集体输运"。
"异常摩尔分数效应"指的是,特定的高亲和力离子会在狭窄通道中形成优先占据,从而排斥其他杂质离子;而"离子单线排列"则通过离子间的静电排斥作用,显著降低了传输阻力。基于这一发现,研究团队提出了创新构想:在人工膜中构建纳米级别的单离子通道,并在通道表面修饰高亲和力功能基团,从而实现对重金属离子的高效分离。
这项技术的优势显而易见:它不仅能高效提取铀、铜、金等多种对新能源发展至关重要的金属资源,还能大幅降低生产过程中的环境污染和能源消耗。传统金属提取工艺往往面临高污染、低效率和高能耗的困境,而这项新技术有望彻底改变这一局面。
科研团队表示,这项技术具有广泛的适用性和良好的发展前景,不仅可用于新能源材料的提取,还将在环境治理、资源回收等领域发挥重要作用。随着研究的深入,这项源自生物启发的创新技术必将为可持续发展开辟新的道路。