中科院青海鹽湖研究所 研光驅動微馬達 從海水提取鈾

中國科學院研究團隊開發出一種光驅動微型馬達，能夠在水中自主導航並主動捕獲鈾離子，這項技術為資源提取領域的先進材料帶來新進展。該系統由中國科學院鹽湖研究所研發，以金屬有機框架（MOF）為基礎，將光能轉化為運動，從而在微米尺度實現自推進收集功能。鈾是核反應爐的關鍵燃料，雖然海水中溶解約 45 億噸鈾，但其極低濃度長期以來令提取過程技術複雜且經濟上不可行。

光驅動微馬達的運作原理與實驗成果

中國政府正尋求海洋資源解決方案，以確保核燃料供應穩定。隨著中國加速核能建設，穩定鈾供應成為戰略重點，尤其在持續依賴進口的情況下，這推動了包括海洋提取在內的替代方法研究。研究團隊領袖周永權表示，先前光驅動微馬達研究多未針對鈾離子，他指出雖然基礎技術並非全新，但應用於鈾提取仍屬探索階段，南華早報報道。 團隊在微米尺度製造出直徑約 2 微米的多孔海綿狀顆粒，比人類頭髮細得多，並調整其內部化學性質以確保水環境長期穩定。

這些顆粒作為微馬達，暴露於少量過氧化氫時產生推進力，在水中以約 7 微米/秒的速度移動，實現主動導航而非被動擴散。遇光後，速度幾近加倍，獲得太陽能助力。 以下為微馬達關鍵規格：

實驗顯示，其從水中提取鈾效率高，將鈾轉化為穩定礦物形式，便於分離與儲存。相較傳統被動吸附劑，新系統主動在水中尋找並捕獲鈾離子。周永權解釋，微馬達自主運作而非固定不動，光能驅動更節能環保。在控制實驗中，研究記錄到類似生物捕食者-獵物動態：活性微馬達與被動膠體顆粒互動，呈現「狩獵」、「逃避」及群聚運動，隨燃料濃度變化。實驗多由Ikram Muhammad主導，周永權指該概念可擴展至銣、銫等戰略元素提取。

儘管初步成果樂觀，但技術仍處萌芽階段，面臨擴展挑戰，高鹽環境如鹽湖目前限制運作，需持續優化以實現實用應用。