核电是一种环境友好的清洁能源，在未来的能源供应体系中占有重要的地位。目前，除了安全问题，另一个可能威胁这项技术可持续性的风险是铀供应中断。金属铀（U）是核电工业的主要燃料，其储量直接威胁到核电技术的可持续性发展。目前，铀的主要来源是陆地矿石，储量大约为760万吨，即使在不考虑能源消耗不断增长的情况下，也仅仅只能在有限的几年内供应核电工业。与陆上矿床相反，海洋的铀储量是陆地的1000倍，为铀提供了更丰富的资源。然而，由于海洋环境复杂、金属离子强度高、铀浓度低（3.3 ppb）和严重的海洋生物污染，使得从海水中萃取铀变得极具挑战性。

近日，海南大学王宁教授报道了一种双功能聚合物多肽水凝胶（PPH-OP），其主要成分是一种生物安全的omiganan多肽（OP，ILRWPWWPWRRK-NH₂），不仅具有高效抗菌活性，而且对海水中铀具有很强亲和力和选择性，可以紧密地结合海水中的铀物种。

文章要点

1）研究人员通过使用戊二醛作为交联剂，将水溶性肽omiganan共价交联，形成聚合物肽水凝胶PPH-OP。SEM图像和BET分析结果显示，干燥后的水凝胶呈现多孔结构。粘弹性的分析表明，该水凝胶具有高刚度和粘弹性，抗压强度高达11.19 MPa，抗拉强度为1.18 MPa。

2）研究人员揭示了多肽与铀的配位机理，铀与多肽中的羰基氧配位，使吸附剂对过量1000倍以上的共存金属具有较高的结合选择性和亲和力。

3）由于PPh-OP具有高的铀吸附容量、高选择性、高结合亲和力和高效的抗污垢活性。其在天然海水中的铀萃取量达到7.12 mg g⁻¹，在水凝胶型铀吸附剂中最高，是一种极有前途的可持续提铀吸附剂。此外，PPH-OP中的铀配位结构也为设计低成本、可持续利用海洋铀资源的仿生分子材料开辟了新的方向。

参考文献

Yuan, Y., Yu, Q., Cao, M. et al. Selective extraction of uranium from seawater with biofouling-resistant polymeric peptide. Nat Sustain (2021).

DOI：10.1038/s41893-021-00709-3

https://doi.org/10.1038/s41893-021-00709-3