Nguồn dự trữ Uranium trên thế giới ước lượng chỉ còn khoảng 6 triệu tấn và nhu cầu sử dụng Uranium làm năng nguồn năng lượng không khí thải đang ngày một tăng cao đã khiến cho ngày một nhiều các nhà máy hạt nhân được xây dựng và khả năng cung cấp có thể không còn kéo dài được lâu. Uranium sẽ biến mất trong khoảng từ 50 đến 200 năm nữa. Tuy nhiên, đại dương bao la của chúng tại lại chứa đến 4,5 tỉ tấn Uranium hòa tan trong nước biển, đủ để đáp ứng nhu cầu sử dụng của con người trong 6500 năm. Và để tận dụng nguồn Uranium giàu có này, phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge tại tiểu bang Tennessee đã tìm ra phương pháp chiết xuất Uranium từ nước biển với một vật liệu mới hiệu quả hơn rất nhiều so với các phương pháp trước đây.
Kể từ khi con người biết rằng có nhiều kim loại quý hòa tan trong nước biển, các nhà khoa học, kỹ sư và những người có tầm nhìn đã mơ về việc chiết xuất chúng. Vào những năm 1920, biên tập viên khoa học Hugo Gernsback đã đăng tải lên tạp chí của ông hình ảnh về những nhà máy nổi kỳ lạ trên biển đang kéo những tấm vàng lớn ra khỏi vùng nước sâu. Từ thập niên 60 của thế kỷ trước, rất nhiều quốc gia đã bắt đầu nghiên cứu về những cách thức để biến giấc mơ trên trở thành hiện thực. Vào năm 2002, người Nhật đã đặt dấu ấn khi viện nghiên cứu năng lượng hạt nhân Nhật Bản bước đầu thành công trong việc chiết xuất Uranium bằng một mảnh dệt sợi polymer nhưng chi phí lại gấp 3 lần so với giá thị trường của Uranium vào thời điểm đó. Đây là một vấn đề rất cơ bản, bạn có thể lấy kim loại ra khỏi nước nhưng chi phí để lấy nó ra lại nhiều hơn giá trị của nó.
Giờ đây, một nhóm nghiên cứu tại Oak Ridge đang tìm cách giảm chi phí này xuống bằng một phương pháp chiết xuất mới hiệu quả hơn. Bước tiến của Oak Ridge dựa trên thí nghiệm về phương thức liên kết giữa nhựa và các nhóm hóa học. Từ đó, họ nhận ra rằng có thể tăng cường đặc tính chiết xuất Uranium của các nhóm amidoxime, đặc biệt là khả năng hấp thụ cao khi được ghép với sợi polyethylene có diện tích bề mặt lớn do một công ty tại Florida phát triển. Những sợi polyethylene này có đường kính nhỏ với nhiều hình dạng và khi được dệt với kích thước và hình dạng thay đổi, khả năng hấp thụ của chúng sẽ tăng lên. Sợi polyethylene sau đó được bắn phá bởi bức xạ nhằm phản ứng với các chất họa học có ái lực cao đối với các kim loại đặc trưng. Kết quả là họ thu được một lượng nhỏ Uranium chiết xuất.
Qua thí nghiệm trên, Oak Ridge đã tạo ra một vật liệu mới có tên HiCap. Khi ngâm vào nước biển, vật liệu sẽ "chộp lấy" các ion Uranium và lắng đọng chúng trên bề mặt của sợi polyethylene. Một khi lượng Uranium cần thiết được hấp thụ, vật liệu sẽ được loại bỏ và kim loại được chiết xuất với axit. "Chúng tôi đã chứng minh các chất hấp thụ của chúng tôi có thể chiết xuất lượng Uranium nhiều hơn từ 5 đến 7 lần và với tốc độ nhanh hơn gấp 7 lần so với các chất hấp thụ tốt nhất thế giới hiện nay," Chris Janke, một trong những người phát minh và là một thành viên thuộc bộ phận khoa học và công nghệ vật liệu tại Oak Ridge cho biết. Ngoài ra, HiCap cũng có thể tái sử dụng bởi sau quá trình chiết xuất, nó có thể được tái chế với kali hydroxit.
Kết quả từ nhóm nghiên cứu Oak Ridge đã được xác thực bởi các nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm khoa học biển thuộc phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương ở Sequim, bang Washington và đã được trình diễn hôm thứ 4 vừa qua tại một hội nghị của Hội hóa học Mỹ tại Philadelphia. Dĩ nhiên là vật liệu vẫn cần nhiều thời gian để biến Uranium phổ biến như sắt, tuy nhiên, nó đã chứng minh rằng việc chiết xuất Uranium từ đại dương không còn là chuyện mơ tưởng.
Theo: Gizmag
