近日，材料科学与工程学院刘友星副教授与合作者在《Nature Communications》杂志发表了题为“Designing Self-adaptative Cyclized Polyacrylonitrile-Polyethyleneimine Conjugates Enhance Uranium Extraction from Natural Seawater”的研究论文。该研究发展了一种新型自适应纤维材料，显著提高了海水提铀性能。

化石能源的不断消耗引发了能源危机和环境问题，发展清洁能源已经迫在眉睫，核能作为清洁能源的重要组成部分，已经被应用于发电。铀元素是核电站主要原材料之一，其海洋储量是陆地储量的500倍。发展海洋提铀技术是保证核电站可持续运行的重要方向。但是，目前海水提铀仍然面临吸附容量低和微生物污染等问题，本工作发展了一种自适应纤维吸附剂，在碱性条件下，纤维表面氨基去质子化产生负电荷，增强分子间斥力，使分子链伸展，提高吸附剂与海水接触面积，促进铀元素吸附。在酸性条件下，氨基质子化增强分子静电吸附和氢键作用，使材料收缩，有利于铀元素释放。最终，该吸附剂在实际海水中获得1.91mg g^-1d^-1高铀容量。同时，该纤维具有优异的光热效应，可实现100%抗菌性能，有效阻止了微生物对吸附剂的污染。

本论文第一作者为王颖博士，北京化工大学材料科学与工程学院刘友星副教授为论文的共同通讯作者。本研究工作得到了国家自然科学基金、中央高校业务经费等项目资助。

文章信息：Ying Wang, Ruolan Zhao, Yachao Xu*, Peng Yu, Shifang Yang, Yue Qu, Rongjuan Feng, Mingyi Zhang*, Youxing Liu*. Designing Self-adaptative Cyclized Polyacrylonitrile-Polyethyleneimine Conjugates Enhance Uranium Extraction from Natural Seawater. Nature Communications 2025, 16, 9249.

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-64315-z