微型機(jī)器人清理放射性廢物
一些專家認(rèn)為,核電有望在不產(chǎn)生溫室氣體的情況下滿足世界不斷增長的能源需求。但是,科學(xué)家需要找到一種方法,從核電站產(chǎn)生的廢水和泄漏的環(huán)境中去除放射性同位素。
現(xiàn)在,在ACS Nano上進(jìn)行報(bào)道的研究人員已經(jīng)開發(fā)出微型的自行式機(jī)器人,該機(jī)器人可以從模擬廢水中去除放射性鈾。在此處觀看有關(guān)微型機(jī)器人的視頻。
切爾諾貝利核電站和福島核電站核災(zāi)難中放射性廢物的意外釋放,對環(huán)境,人類和野生生物構(gòu)成了巨大威脅??茖W(xué)家已經(jīng)開發(fā)出從水中捕獲,分離,去除和回收放射性鈾的材料,但是這些材料有局限性。
最近最有希望的方法之一是使用金屬有機(jī)框架(MOF)–可以將特定物質(zhì)(包括放射性鈾)捕獲在其多孔結(jié)構(gòu)中的化合物。馬丁·普梅拉(Martin Pumera)和他的同事們希望在名為ZIF-8的棒狀MOF中增加一個微型電動機(jī),以查看它是否可以快速清除放射性廢物。
為了制造自己的微型機(jī)器人,研究人員設(shè)計(jì)了直徑約為人發(fā)直徑的15的ZIF-8棒。研究人員分別添加了鐵原子和氧化鐵納米顆粒,以穩(wěn)定結(jié)構(gòu)并使它們具有磁性。置于每根棒的一端的催化鉑納米粒子將水中的過氧化氫“燃料”轉(zhuǎn)化為氧氣泡,從而使微型機(jī)器人的速度約為其自身長度的60倍/秒。
在模擬放射性廢水中,微型機(jī)器人在一小時內(nèi)去除了96%的鈾。該小組用磁鐵收集了裝有鈾的棒,并剝離了鈾,從而使微型機(jī)器人得以回收。研究人員說,自走式微型機(jī)器人有朝一日可以幫助放射性廢物的管理和修復(fù)。