德累斯顿工业大学
只有氘能打开DUT-8的孔，而氢使骨架保持封闭
这种高选择性检测导致高分离选择性和高氘摄取
信用:博士
沃洛季米尔·邦 氘，氢的重兄弟，被认为是一种有前途的未来材料，因为它有广泛的应用——在科学、能源生产或药品生产中
然而，从氘的天然同位素混合物中提取氘迄今为止是复杂且昂贵的
随着德累斯顿技术大学开发出一种多孔材料，这很快就可以更有效、更经济地完成
这种新方法现已发表在科学杂志《科学进展》上
星舰“企业号”使用氘作为燃料穿越银河系
即使这是20世纪60年代和70年代的科幻小说，对氢同位素在能源生产中的实际应用的研究今天仍在进行
这里的主要挑战是同位素的提取
氘(化学
缩写
d，“重”氢)是氢的三种天然同位素之一，其他三种是氕(H，“正常”氢)和氚(T，“超重”氢)
氘和氕都是氢的稳定同位素
普通水和由氘制成的重水同样稳定
从技术角度来看，氚(T)是非常有前途的，但是由于它的放射性，并不是没有安全问题
氘是从重水中提取的，我
e
含氘的水，含氘量为0
地球上自然水资源的万分之十五
为此，首先使用化学和物理方法分离重水，然后产生氘气
这些过程是如此复杂和耗能，以至于一克氘比一克金更贵，尽管它的自然含量要高出许多倍
但对纯氘的需求仍在继续增长，因为其独特的物理性质意味着其潜在应用远未耗尽:当用于医药时，氘已被证明具有延长寿命的效果，尽管最初只是针对活性成分本身
含氘的药物可以降低剂量，这样它们的副作用也会减少
在核反应堆中，氘作为慢化剂起着重要的作用
此外，氘和氚或3氦的混合物计划在未来的聚变反应堆中用作燃料
其他应用领域包括医学、生命科学、分析和新型电视显示器
在一个跨学科的合作，教授小组
斯蒂芬·卡斯克尔和教授
来自德累斯顿的托马斯·海涅博士
来自斯图加特智能系统MPI的迈克尔·赫希尔基于在德累斯顿大学开发的灵活的金属有机框架“DUT-8 ”,开发了一种新的氢同位素分离机制
“我们的材料能够将气态氘从氢中分离出来
独特的金属有机框架DUT-8是高度灵活的，可以动态调整其孔径
但是这种结构反应被发现是高度选择性的:只有氘可以打开孔，而氢则保持框架封闭
这种高选择性识别带来了高分离选择性和高氘摄取量，”德累斯顿大学无机化学教授Stefan Kaskel解释道
在他的团队中，他专门研究用于能量存储和转换的新型纳米结构和多孔功能材料，并且已经开发了几种专利材料
他在2012年发表的材料DUT-8最初显示，无论是在高压下还是在非常低的温度下，都没有吸收氢气
“在斯图加特的MPI进行测量期间，我们第一次观察到DUT-8在极低温度下氘气中的结构打开
随后，我们还成功地在实验中分离了氢同位素混合物，这种材料充当了一种灵活的，因此非常有效的‘量子筛’”博士解释道
迈克尔·赫希尔，几年来他一直在MPI为智能系统研究高效的氢同位素分离机制
结合统计热力学的第一性原理计算预测了同位素选择性开放，并用明显的核量子效应使它们合理化
然而，在分离中必须考虑氢的其他所谓同位素(相同元素但不同同位素的分子)，即HD、HT、DT和T2，并且含有T的那些具有放射性
德累斯顿大学理论化学系主任托马斯·海涅的小组已经模拟了这些同位素的行为
“在这项联合工作中，我们成功地用有效的计算机模拟取代了放射性物质的安全相关问题实验，从而预测了DUT-8依赖同位素的开放效应的潜在应用，”海恩教授解释道
他的模拟显示DUT-8只对没有轻氢同位素的同位素谱开放
对于HD来说，这些预测已经被Dr
赫希尔集团
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