重磅石墨烯或成清理核废料的完美过滤仪器区域

2020年05月07日 • 中药方剂 • 阅读 2

约两个月前,诺贝尔物理学奖获得者、英国曼彻斯特大学教授安德烈 海姆在接受媒体专访时透露,为避免与很多人的研究挤在一起,他正在寻找目前石墨烯研

约两个月前,诺贝尔物理学奖获得者、英国曼彻斯特大学教授安德烈 海姆在接受媒体专访时透露,为避免与很多人的研究挤在一起,他正在寻找目前石墨烯研究尚未涉及的新领域。新年伊始,翻看最新一期《科学》杂志刊载的论文,扑面而来是由海姆带领的曼彻斯特大学一支研究团队在石墨烯应用方面的新探索 有关 石墨烯简化生产重水并有助清理核废料 的消息。

1月6日,媒体第一时间采访了中国科学院院士、北京大学化学与分子工程学院教授刘忠范博士、中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春博士,以及素有 中国石墨烯产业奠基人 之称的冯冠平教授为这一新的研究成果作出解读及点评。

石墨烯膜犹如一个筛子

在这项研究中,曼彻斯特大学的研究团队,采用石墨烯制膜滤出不同的氢同位素 氘和氚,大大简化重水的生产过程,并有助于清理核废料,有望制备节能、高效和价廉的理想过滤器。

对于氢核聚变而言,氢的同位素 氘(又称重氢)是用作热核反应的重要能源,在分析和化学追踪技术中也被广泛使用。氘的氧化物即重水,在铀核裂变中可做为减速剂,由此在核电站运行中需要成千上万吨重水。氚是氢最重的同位素,其原子含有1个质子和两个中子,具有放射性,在核裂变工厂作为发电副产品须被安全去除。未来核技术的发展将基于这两个重同位素的核聚变。

安德烈在论文中称,由石墨烯制成的薄膜可作为一个筛子,从氢的同位素氘较重的原子核中分离质子。

曼大研究人员测试了氘的原子核,可以通过石墨烯及其姊妹材料氮化硼的膜。虽然现有理论不能预测两个同位素的渗透有何差异,而他们充分预计出氘核可以轻松通过。

研究人员惊奇地发现,氘不仅能够被一个原子厚的膜有效筛选分离,而且这一过程效率很高。这一发现使得单层石墨烯和氮化硼,对丰富的氘和氚混合物充当分离膜很具吸引力。

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