韩国研发太阳能人造植物,20天净化95%放射性土壤,黑科技突破环保新纪元。
9 月 24 日,韩国大邱庆北科学技术院(DGIST)宣布,其研究团队成功研发并实地测试了一种新型太阳能驱动的人工植物系统,能够在短短 20 天内将受放射性铯污染的土壤净化超过 95%。这一突破性成果为核事故后的环境修复以及受污染农田的治理提供了极具前景的技术路径。
该人工植物系统巧妙模拟了自然界中植物的蒸腾作用机制,无需依赖外部电力或额外水源,仅通过阳光即可实现持续运行。项目负责人 Seongkyun Kim 教授强调:“我们没有发明复杂的机械系统,而是向自然学习——利用太阳能‘驱动’水分在装置中的循环,就像真实植物一样吸水、蒸发、净化。”这种设计理念不仅降低了技术门槛,也极大提升了其在野外部署的可行性。
放射性铯,特别是铯-137 同位素,因其长达约 30 年的半衰期,成为核泄漏后最令人担忧的污染物之一。它易溶于水,能迅速进入食物链,被农作物吸收后最终进入人体,主要积聚在肌肉和骨骼组织中,长期暴露可能引发癌症及其他严重健康问题。因此,如何高效、安全地清除土壤中的铯,一直是全球环境科学领域的重大挑战。
回顾 2011 年日本福岛核事故,大量放射性物质扩散至周边土地,导致大面积农田荒废,渔业和农业遭受重创,公众对食品安全的信任至今仍未完全恢复。目前,虽然已有成熟技术处理含铯废水,但针对广袤且结构复杂的污染土壤,传统方法仍局限于“挖土填埋”或表层剥离,这种方式成本高昂、生态破坏严重,且难以大规模推广。
尽管此前曾有“植物修复”(phytoremediation)的概念尝试利用向日葵等超富集植物吸收放射性元素,但这类方法效率低、周期长,且吸收了辐射物的植物本身会变成新的放射性废物,后续处理同样棘手。相比之下,DGIST 团队开发的人工植物则从根本上规避了这些问题——它不生长、不繁殖,也不会成为二次污染源。
该装置可直接插入污染土壤中,“茎干”部分在太阳能驱动下产生毛细效应和蒸腾拉力,将含有铯离子的地下水从深层土壤中抽出,并输送至顶部的仿生“叶片”。叶片内部集成特制吸附材料,能够选择性高效捕获铯离子,而净化后的水分则通过自然蒸发重新回归环境,形成一个闭环系统,无需额外补水,真正实现了零能耗运行。
尤为值得称道的是其可持续性和经济性设计。当“叶片”吸附饱和后,可像滤芯一样轻松更换;废弃叶片还可通过酸性溶液洗脱回收其中的铯元素,同时使吸附材料再生,支持多次重复使用。这不仅大幅降低了长期运维成本,也减少了放射性废弃物的总量,体现了绿色科技的核心理念。
实验数据显示,在实际模拟污染条件下,该系统仅用 20 天就完成了对土壤中放射性铯超过 95% 的去除率,远超传统生物修复数月甚至数年的周期。更重要的是,由于完全依赖太阳能运作,该设备特别适用于电网覆盖不到的偏远地区、灾区或农业用地,具备极强的实战应用潜力。
作为一项融合仿生学、材料科学与环境工程的跨学科创新,这项技术标志着人类在应对持久性放射性污染方面迈出了实质性一步。它不仅是技术上的胜利,更是一种思维范式的转变——不再与自然对抗,而是顺应自然规律来解决问题。未来若能在更大范围内进行实地验证并优化规模化生产,这项“人造植物”有望成为核污染治理的标准工具之一,为全球生态安全增添一道坚实防线。