在切爾諾貝利和福島事故已造成為核材料被泄露到周圍環(huán)境的嚴(yán)重損害。已經(jīng)開發(fā)了用于從水中去除放射性鈾的材料,但是存在局限性。因此,如果核電要取代傳統(tǒng)能源,就必須有可行的方法來清除放射性廢物。
為了解決這個問題,研究人員提出了一種使用微型機器人從輻照水中清除鈾的新方法。通過使用自行式微型機器人,研究人員能夠從模擬廢水中清除鈾。描述開發(fā)和實驗的研究已發(fā)表在ACS Publications雜志上。
研究人員使用了金屬有機框架-MOF是具有空心結(jié)構(gòu)的化合物,可以將其中的物質(zhì)截留。通過向ZIF-8(桿狀MOF)添加微型電動機,研究人員希望加快清潔過程。對直徑為人發(fā)直徑的1/15的ZIF-8棒進行了改性,以穩(wěn)定其結(jié)構(gòu),從而使其多孔結(jié)構(gòu)可以包含放射性鈾。
通過對微型機器人進行勵磁,研究人員可以在清理水后控制機器人。使用磁鐵可以收集機器人,而一端的催化鉑納米顆粒將推動微型機器人繞行。他們在水中添加了一些過氧化氫,這些過氧化氫被鉑轉(zhuǎn)化為氧氣氣泡,從而推動了微型機器人每秒大約自身長度的60倍的速度。
研究人員在模擬放射性廢水中測試了微型機器人。微型機器人能夠在大約一個小時內(nèi)去除水中約96%的鈾。然后在磁鐵的幫助下收集含有鈾的微型機器人。然后除去鈾,以便可回收棒。這些自推式微型機器人可以更大規(guī)模地用于處理放射性廢物。