纳米技术现在 - 新闻稿：Tu Dresden制造的柔性量子筛子过滤了星舰企业的燃料

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只有氘可以打开DUT-8的孔，而氢使框架关闭。这种高度选择性的检测导致高分离选择性与高氘吸收相结合。学分Volodymyr Bon博士

抽象的：
星际飞船企业以氘为燃料飞过银河系。即使这是1960年代和70年代的科幻小说，有关氢同位素在能源发电的真实应用的研究仍在进行。这里的主要挑战是提取同位素。氘（Chem。Abbrev。D，“重”氢）是氢的三种天然同位素之一，以及蛋白酶（H，“正常”氢）和Tripium（T，T，“ Superheavy”氢）。氘和蛋白素都是氢的稳定同位素。由氘制成的普通水和重水类似地稳定。从技术的角度来看，trip（t）是极其有希望的，但由于其放射性而并非没有安全问题。

Tu Dresden制造的柔性量子筛子过滤了星舰企业的燃料

德累斯顿，德国|发表于2022年4月15日

氘是从重水中提取的，即含有氘的水，在我们地球的自然水资源中，每毫米含有0.15毫米。为此，首先使用化学和物理过程将重水分离，然后产生氘气。这些过程是如此复杂和能源密集型，以至于一克氘比一克黄金更昂贵，即使其自然发生的发生率要高很多倍。

但是对纯氘的需求继续增长，因为其独特的物理特性意味着其潜在的应用远非疲惫：当用于药物时，氘已被证明具有生命的效果，尽管最初仅用于活性成分本身。含有氘的药物可以降低给药，从而减少其副作用。在核反应堆中，氘是主持人的重要作用。此外，计划在将来的融合反应堆中使用氘和trium和3helium的混合物。其他应用领域包括医学，生命科学，分析和新颖的电视显示。

在跨学科的合作中，来自Tu Dresden的Stefan Kaskel教授和Tu. Thomas Heine教授与MPI的智能系统Stuttgart的Michael Hirscher博士一起，现在已经开发了一种基于灵活的氢同位素的新型分离机制金属有机框架“ DUT-8”在Tu Dresden开发。“我们的材料使气态氘与氢的分离。唯一的金属有机框架DUT-8具有高度柔韧性，可以动态地适应其孔径。但是，这种结构反应被发现具有高度选择性：只有氘可以打开毛孔，而氢可以开放氢气。使框架关闭了。这种高度选择性的识别导致高分离选择性加上高氘吸收。” Tu Dresden的无机化学教授Stefan Kaskel解释说。与他的小组一起，他专门从事新颖的纳米结构和多孔功能材料来存储和转换，并且已经开发了几种专利材料。

他的材料DUT-8于2012年出版，最初没有在高压下也没有在非常低的温度下显示出氢的摄取。“在斯图加特（Stuttgart）的MPI进行测量期间，我们首次观察到在非常低的温度下，在氘大气下的DUT-8结构开口。随后，我们还成功地实验了实验性地分离氢同位素混合物，其材料的作用为材料的作用。Michael Hirscher博士解释说，这是一种灵活的，因此非常有效的“量子筛”，他一直在研究MPI在MPI的有效分离机制，用于智能系统。

第一原理计算与统计热力学结合预测同位素选择性开放，并通过明显的核量子效应合理化它们。但是，还有其他所谓的同位素（相同元素的分子，但同位素不同），即HD，HT，DT和T2，必须在分离中考虑，其中包含T是放射性的。在Tu Dresden的理论化学主席Thomas Heine小组中，已经模拟了这些同位素学的行为。Heine解释说：“在这项联合工作中，我们成功地用了经过验证的计算机模拟来代替与安全有关的有问题的实验，从而对DUT-8的同位素依赖性开放效应进行了预测。”他的模拟表明，DUT-8仅针对没有光同位素的同位素开放。对于HD，Hirscher博士组已经通过实验证实了这些预测。

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联系人：
Anne-Stephanie Vetter
Technische Universit.tresden

办公室：49-356-463-32398
专家联系

托马斯·海恩（Thomas Heine）教授
理论化学主席Tu Dresden

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