伴随“双碳”目的加速推进，风能、光伏、电动汽车、核能等清洗能源技术迅猛进步，对特定重金属元素的需要展示指数级增长，部分重金属元素对外依存度高，甚至面临紧急短缺风险。在此背景下，能否达成重点金属的高效收购、替代提取与循环借助，直接关系到国家在新能源年代产业竞争优势和科技自主权，是提高核心竞争优势的重点。
伴随“双碳”目的加速推进，风能、光伏、电动汽车、核能等清洗能源技术迅猛进步，对特定重金属元素的需要展示指数级增长，部分重金属元素对外依存度高，甚至面临紧急短缺风险。在此背景下，能否达成重点金属的高效收购、替代提取与循环借助，直接关系到国家在新能源年代产业竞争优势和科技自主权，是提高核心竞争优势的重点。
中国科学院青岛生物能源与过程研究所、太阳能光电转化与借助全国重点实验室高军研究员、李朝旭教授联合中国科学院理化技术研究所江雷研究员等人组成科研团队，成功开发出一种受生物钙离子通道启发的普适性重金属离子膜离别办法，可高效、绿色、选择性地提取铀、铜、金等多种对新能源至关关键的重金属资源，有望解决传统重金属资源提取技术高污染、低效率、高能耗的长期难点。
研究团队发现，生物体内钙离子通道能在高浓度钠离子中精确、高速传输钙离子，核心在于“异常摩尔分数效应”和“离子单线状排列诱导的迅速集体输运”两大机制。前者让高亲和力离子占据狭窄通道并排斥杂质，后者通过离子间静电排斥减少传输阻力。基于此，团队提出假说：在人工膜中构建单离子尺寸的一维通道，并修饰高亲和力功能基团，可达成高效离别。
团队使用共价有机框架材料作为基础平台，通过在孔壁引入对铀酰离子亲和力最强的偕胺肟基团，成功模拟了生物通道的反常输运特质。实验显示，该膜在真实海水中对钒的选择性达734，较现有最好吸附材料提高一个数目级，离别速率同样优于吸附材料一个数目级，且不需要化学再生，从根本上防止了二次污染。
这项技术通过更换功能基团可拓展至铜、金等多种金属提取，有望推进重点金属提取向绿色化、高效化变革，为国内矿产Supply chain自主可控提供技术支撑。
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