記者近日從西交利物浦大學(xué)了解到，該校與英國利物浦大學(xué)合作，在可控核聚變領(lǐng)域取得突破，研究出一種可有效獲取高純度氘的材料。相關(guān)成果近日在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表。

據(jù)西交利物浦大學(xué)化學(xué)系丁理峰博士介紹，可控核聚變是一種綠色能源，但如何找到穩(wěn)定的可控核聚變?nèi)剂?，仍是一個具有挑戰(zhàn)性的課題。

氫的同位素——氘，就是一種潛在的可控核聚變?nèi)剂?，但氘在自然界中的濃度很低?ldquo;通常，高純度、高濃度的氘是通過分離‘氫—氘’混合氣體來獲得的，但目前實現(xiàn)這種分離的技術(shù)能耗大、效率低、價格昂貴。”丁理峰說。

由英國皇家學(xué)會會士、利物浦大學(xué)教授安德魯·庫珀帶領(lǐng)的中英聯(lián)合團隊設(shè)計出一種新材料，它能通過一種被稱為“動態(tài)量子篩分”的過程，將氘氣體從混合氣體中有效地分離出來。

丁理峰和他的博士生楊思源為分離過程的理論建模作出了重要貢獻。與一般實驗化學(xué)需要瓶瓶罐罐的試劑不同，計算化學(xué)主要依靠高性能超級計算機，通過計算機模型來研究分子層面的“氫—氘”分離過程，找出這種材料具備優(yōu)秀性能的原因。

“這是一種混合多孔有機籠狀材料，它能從混合氣體中選擇氘分子并大量吸附，是一種經(jīng)濟高效的解決方案。”丁理峰說，“分子模型有助于確定后續(xù)實驗方向，從而開發(fā)出更好的分離材料。”

據(jù)了解，除了用作可控核聚變的燃料，氘還被廣泛運用于其他科學(xué)研究中，包括非放射性同位素追蹤、中子散射技術(shù)以及制藥等領(lǐng)域。