抗生物污损型海水提铀材料研究进展

随着“碳达峰”和“碳中和”两大发展目标的提出,核能作为成熟的清洁能源将在我国能源结构中扮演越来越重要的角色。铀作为最重要的核燃料资源,是核电可持续发展的基石。随着陆地铀矿资源的日益匮乏,为保证核燃料的长期充足供应,高效利用海洋铀资源是解决铀供应问题的有效手段之一。然而,海洋中大量的微生物会对提铀材料的结构造成破坏并严重影响材料的吸附性能,海洋生物污损对海水提铀的实施带来了极大的挑战。因此,开发抗生物污损型提铀材料对真实海水提铀的实施至关重要。本文综合总结了近年来各类抗生物污损型提铀材料的研制和发展,以及不同类别的抗生物污损材料的作用机理,并结合发展现状对抗生物污损提铀材料的进一步发展提出了展望。

柳珊瑚Anthogorgia caerulea相关可培养细菌抗污活性筛选

用4种不同培养基分离纯化柳珊瑚Anthogorgia caerulea中的相关可培养细菌。对获得的90株细菌,先用4株海洋污损指示菌进行活性初筛,获得11株具有抑制海洋污损指示菌生长的细菌后,再用2种抗海洋污损生物幼虫进行活性复筛,复筛得到5株对海洋污损生物幼虫附着有抑制活性的细菌。这5株细菌经16SrRNA基因序列分析,确定其系统发育地位为芽胞杆菌属(Bacillus sp.)。

皮秒激光制备超疏水聚合物微纳结构

为提高海洋设施聚合物涂层表面的抗生物污损性能,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)聚合物为研究对象,采用皮秒激光直接刻蚀方法,在PDMS聚合物膜表面制备了单向微沟槽、网格微沟槽、微凹坑等不同微纳结构。利用激光共聚焦显微镜观察了试样表面粗糙度和微纳结构特征,利用接触角测量仪测量了去离子水在不同试样表面的静态接触角和动态接触角。研究分析了皮秒激光加工参数对三类微纳结构PDMS膜表面粗糙度、静态接触角和动态接触角的影响,获得了具有超疏水性和强脱附性的微纳结构PDMS膜表面的皮秒激光加工方法,即:在PDMS膜表面制备网格微沟槽或微凹坑类微纳结构,微单元间距为50μm,皮秒激光加工工艺参数为激光能量密度1.536×10^14 W/m^2,激光扫描速率200 mm/s,激光重复加工5次。研究表明,利用皮秒激光刻蚀技术在PDMS膜表面加工制备优化设计的微纳结构,可以改善表面的超疏水性和脱附性能。聚合物膜层表面微纳结构的皮秒激光刻蚀技术在预防海洋生物污损方面具有发展潜力。