带有血红蛋白催化作用的血管模拟二维膜,用于高效的提取
Siqi Han1,2, Wenbin Liang1,2, Hongyan Wan1,2
1MOE Frontiers Science Center for Rare Isotopes, Lanzhou University, Lanzhou, 730000, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|September 12, 2025
概括
研究人员开发了一种新的生物灵感膜,使用氧化石墨烯和红细胞从海水中提取高度选择性的. 这种节能方法模仿了血管运输,克服了低度和竞争性离子的挑战,以获得可持续的核能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物仿真工程 生物仿真工程
- 环境化学环境化学
背景情况:
- 从海水中提取对于核能至关重要,但面临着低度和竞争性离子等挑战.
- 传统的方法是能源密集的,缺乏选择性.
- 现有的膜难以有效和选择性地捕获.
研究的目的:
- 开发一种高选择性和高能效的膜,用于从海水中提取.
- 模仿自然的血管运输,以改善离子分离.
- 为资源回收创建一个可扩展的解决方案.
主要方法:
- 生态启发的氧化石墨烯红细胞 (GO-RBC) 膜的制造.
- 使用GO诱导的红细胞重塑和血红蛋白 (Hb) 吸附.
- 在膜通道内设计一个"岛礁"结构,用于控制离子输送.
主要成果:
- 通过仿生设计实现了前所未有的U/V选择性 (110.6).
- 通过S型通路和Hb催化降解U(VI) 到U(IV) 证明了增强的离子相互作用.
- 展现出特殊的防腐性能,机械强度和长期稳定性.
结论:
- GO-RBC膜为从海水中提取提供了一个可扩展和节能的解决方案.
- 这种仿生方法在选择性和效率方面明显优于当前技术.
- 为开发用于资源回收的先进膜开辟了新的途径.


