石墨烯是否可作为将来的核废料的清理工具?
1.有望成为志向的过滤器
目前,用于出产重水的分别技能需求相当多的动力消耗,并且在科学和工业上存在一些重大问题。而现在选用石墨烯有望使这一进程更有功率。
据物理学家组织网1月5日报道,选用这种石墨烯膜,或许意味着核电站出产重水的进程会削减10倍的能量消耗,并且进程更简化、花费更廉价。
此外,研讨人员发现,这种分别是完全可晋级的。他们运用化学气相堆积(CVD)的石墨烯,树立了厘米巨细的设备从氘和氢混合物中有用泵出氢。
此论文的榜首作者、曼大博士后研讨员马塞洛洛萨达·伊达尔戈博士说:“这是首次证明在室温条件下区分亚原子粒子的榜首膜。现在,咱们发现它是一个完全可扩展的技能,希望能很快找到实践使用的方法。
论文共同作者伊琳娜教授说,“咱们惊奇地发现,一种膜可用于分别独自的亚原子粒子。树立这个设置非常简略,希望不仅在分析和化学示踪技能上看到这些过滤器的使用,还能有助于清理源自核废料中的放射性氚。”
2.石墨烯膜犹如一个筛子
在这项研讨中,曼彻斯特大学的研讨团队,选用石墨烯制膜滤出不同的氢同位素——氘和氚,大大简化重水的出产进程,并有助于清理核废料,有望制备节能、高效和价廉的志向过滤器。
关于氢核聚变而言,氢的同位素——氘(又称重氢)是用作热核反应的重要动力,在分析和化学追踪技能中也被广泛运用。氘的氧化物即重水,在铀核裂变中可做为减速剂,由此在核电站运转中需求成千上万吨重水。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。未来核技能的开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别质子。
曼大研讨人员测试了氘的原子核,能够通过石墨烯及其姊妹材料氮化硼的膜。尽管现有理论不能猜测两个同位素的渗透有何差异,而他们充沛估量出氘核能够轻松通过。
研讨人员惊奇地发现,氘不仅能够被一个原子厚的膜有用筛选分别,并且这一进程功率很高。这一发现使得单层石墨烯和氮化硼,对丰厚的氘和氚混合物充任分别膜很具吸引力。
3.我国业界专家怎么点评
在看到外媒报道这一消息之后,我国石墨烯产业界一线专家学者纷乱热议,非常重视。
刘忠范院士对此研讨效果点评道:“非常有创意!人们已经知道只有质子能够穿透石墨烯,而现在进一步发现只有最轻的氢同位素质子能够穿过,这是一个新的发现,并可用在重水分别上,关于核废料的处理也将是更为节能高效的浓缩方法。尽管目前只是演示性的作业,但未来有着巨大商业化潜力。不过,实践的石墨烯和氮化硼并没有那么完美,有许多结构缺点,大一点的东西也会穿过。这也许是未来在研讨中需求尽力突破的。”
李义春博士指出,“感觉这项研讨和石墨烯海水淡化的原理差不多,运用了石墨烯的吸赞同过滤特性,未来将是一个崭新使用领域。”
曾任深圳清华大学研讨院开创院长、江南石墨烯研讨院名誉理事长的冯冠平教授说,“理论上这一研讨能做到的话仍是不错的,涉及到把石墨烯膜用于核废料处理上,把本来的出产重水流程大大简化。不过现在仅是论文阶段,未来能否在实践中发挥作用还有待张望。”