به گزارش خبرگزاری ایمنا و به نقل از ساینس دیلی، پژوهش نوین خبر میدهد که میتواند انقلابی در تولید ایزوتوپ دوتریوم (هیدروژن سنگین) ایجاد کند، بر اساس مقالهای در مجله Nature Communications، محققانی از دانشگاههای کره جنوبی، آلمان و فرانسه موفق به ساخت مادهای به نام Cu-ZIF-gis شدهاند که قادر است دوتریوم (D₂) را از هیدروژن معمولی (H₂) در دمای نسبتاً بالا (-۱۵۳°C یا ۱۲۰ کلوین) جداسازی کند، این دستاورد از نظر صنعتی بسیار مهم است، چرا که دمای مورد نیاز آن نزدیک به دمای تقطیر گاز طبیعی مایع (LNG) بوده و امکان استفاده از زیرساختهای موجود را فراهم میکند.
دوتریوم (ایزوتوپ پایدار هیدروژن) کاربردهای وسیعی در تولید نیمهرساناها، صفحهنمایشها و بهویژه سوخت رآکتورهای همجوشی هستهای دارد، اما تولید انبوه آن همواره پرهزینه و پیچیده بوده است، زیرا روشهای کنونی جداسازی این ایزوتوپ نیاز به سرمایش فوقالعاده پایین (-۲۵۳°C یا ۲۰ کلوین) دارد. مواد متخلخل قدیمی (MOFها) نیز در دماهای بالاتر کارایی خود را از دست میدهند.
ماده جدید Cu-ZIF-gis از خانواده چارچوبهای آلی-فلزی (MOF) است و بر خلاف نمونههای پیشین، با افزایش دما رفتار جالبی نشان میدهد: شبکه بلوری آن منبسط شده و منافذش بزرگتر میشود. این انبساط به ظاهر متناقض، به دلیل «اثر الکوی کوانتومی»، اجازه میدهد دوتریوم با جرم بیشتر راحتتر از منافذ عبور کند، در حالی که هیدروژن سبک تر در دام میافتد، آزمایشهای پیشرفته در مؤسسه ILL فرانسه این مکانیسم را تأیید کرده است.
به گفته سرپرست این پژوهش از دانشگاه UNIST، این فناوری نهتنها مصرف انرژی را تا ۸۵ درصد کاهش میدهد، بلکه با سازگاری با زیرساختهای گاز طبیعی مایع، هزینههای تولید دوتریوم را نیز به شدت کم میکند، این کشف راه را برای توسعه روشهای نوین جداسازی ایزوتوپها در صنایع انرژی و فناوری باز میکند.
این پژوهش با حمایت بنیاد تحقیقات ملی کره و وزارت علوم این کشور انجام شده و امید میرود در آینده نزدیک به مرحله تجاری سازی برسد.
نظر شما