惊奇元素铀：除了核燃料，还能做催化剂

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根据最新研究，铀除了做核燃料之外还有新的作用：作为化学反应催化剂来生产新一代药物和塑料。

该研究发表在《自然-通讯》上。文章主要作者，曼彻斯特大学教授 Steven Liddle 说道：“毫无疑问，公众对铀的印象极差。但对我而言它只是元素周期表中的一个元素。问题在于你用它做什么。”

Liddle 和团队已经花费数年时间来研究铀的基本特性，希望在化学工业为这个被误解的金属元素正名。

铀属于锕系元素。镧系元素与锕系元素位于元素周期表的低端，被单独列出来。这些重金属元素在化学工业中被用作催化剂，但它们化学性质相似，所以化学家在寻找新催化剂时对它们兴趣索然。

通常，元素周期表中催化剂的富集区域在过渡金属元素区。这些金属位于元素周期表的中心区域，它们的电子结构使得它们更利于破坏和形成分子键。

现在，Liddle 和团队证明了，之前通常由过渡金属催化的两个化学反应铀也可以参与。这意味着铀可能获得之前无法达到的新的化学性质。团队在铀中加了含氮分子来改变铀的化学行为，并最终实现了铀的反应性的改变。

曼彻斯特大学的研究人员已经表明，铀可以参与“氧化加成”和“还原消除”两个重要反应过程。氧化加成是一个金属原子（M）插入到两个元素（比如碳和氧）的化学键之间，将 C-O 键转化为 C-M-O 分子。

还原消除反应与氧化加成恰好相反，即金属被踢出去，原来与金属相连的两个元素相互结合成化学键。

这种破坏与产生化学键的能力通常只有过渡金属才有，化学家可以用它合成各种类型的有机分子，并得到更好的燃料、药品、农用化学品及塑料。铀参与这些反应的能力将过渡金属与镧系及锕系元素的化学性质联系在一起。它提供了一种新型混合催化剂的可能性，这可能是一种前所未有的性质。

这一化学反应距离生产新产品还有很长的路，但它却显示出元素周期表内那些微不足道的元素所具有的巨大潜能，看似最不可能的元素反而有可能就是下一个科学突破的关键。

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编辑：孙小彪     校审：郝锕铀

参考：

https://cosmosmagazine.com/chemistry/uranium-the-element-of-surprise

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