日前记者从中国科学院高能物理研究所获悉，该所多学科中心核能化学实验室科学家成功合成了国际上首个锕系元素金属聚轮烷，这一锕系超分子构建方面的研究成果，有望为核废料处理与处置提供一个新的思路和方法。
中科院高能所多学科中心核能化学实验室负责人石伟群博士向中新社记者介绍说，金属聚轮烷是一类以主客体超分子为配体，金属离子为连接节点的配位聚合物，在分子识别与器件方面具有广阔的应用前景，是近年来超分子化学的研究热点。
目前金属聚轮烷的研究主要集中在过渡金属和稀土元素，而基于锕系元素的金属聚轮烷还未见报道。由于锕系元素配位行为的复杂性，加之放射性操作困难，国外实验室曾尝试合成过此类锕系超分子，但均没有成功。中科院高能所多学科中心核能化学实验室自2011年起致力于锕系功能复合物的制备及相关性质研究。此次通过配体的巧妙选择，首次得到了铀酰金属聚轮烷。
该化合物具有典型的铀酰离子七配位结构，与普通铀酰配合物不同的是，这一结构里铀酰周围的羧基配位基团呈现两种配位方式，导致铀酰配位的五角双锥结构的扭曲变形，形成了一类独特的“类龙”(dragon-like)拓扑结构，其对于理解锕系元素的超分子成键特性具有重要意义，并有望用于核废料处理领域。
石伟群表示，轮烷具有结构稳定、抗辐射能力强等特点，在核废料处理处置应用方面，锕系元素金属聚轮烷有望成为潜在的分子器件，从而为核废料中性能独特的锕系元素找到新的用途。另外，利用超分子体系，可以把核废料中容易迁移的锕系元素固定起来，从而避免其扩散迁移。他透露，锕系元素金属聚轮烷目前只是合成了一维拓扑结构，科研人员正在想办法发展新颖的二维、三维结构。
中国科学家这一重要研究成果也获国际认可，英国皇家化学会知名期刊化学通讯已在线发表首个锕系元素金属聚轮烷的合成与表征过程，并予以高度评价。