隨著“雙碳”目標加速推進，風能、光伏、電動汽車、核能等清潔能源技術迅猛發(fā)展，對特定重金屬元素的需求呈現(xiàn)指數(shù)級增長，部分重金屬元素對外依存度高，甚至面臨嚴重短缺風險。在此背景下，能否實現(xiàn)關鍵金屬的高效回收、替代提取與循環(huán)利用，直接關系到國家在新能源時代產業(yè)競爭力和科技自主權，是提升核心競爭力的關鍵。
中國科學院青島生物能源與過程研究所、太陽能光電轉化與利用全國重點實驗室高軍研究員、李朝旭教授聯(lián)合中國科學院理化技術研究所江雷研究員等人組成科研團隊，成功開發(fā)出一種受生物鈣離子通道啟發(fā)的普適性重金屬離子膜分離方法，可高效、綠色、選擇性地提取鈾、銅、金等多種對新能源至關重要的重金屬資源，有望解決傳統(tǒng)重金屬資源提取技術高污染、低效率、高能耗的長期難題。
研究團隊發(fā)現(xiàn)，生物體內鈣離子通道能在高濃度鈉離子中精準、高速傳輸鈣離子，核心在于“異常摩爾分數(shù)效應”和“離子單線狀排列誘導的快速集體輸運”兩大機制。前者讓高親和力離子占據狹窄通道并排斥雜質，后者通過離子間靜電排斥降低傳輸阻力?；诖耍瑘F隊提出假說：在人工膜中構建單離子尺寸的一維通道，并修飾高親和力功能基團，可實現(xiàn)高效分離。
這項技術通過更換功能基團可拓展至銅、金等多種金屬提取，有望推動關鍵金屬提取向綠色化、高效化變革，為我國礦產供應鏈自主可控提供技術支撐。（記者：帥俊全、褚爾嘉）
