Физики создали ткань, способную сортировать изотопы разных элементов

27 Декабря 2017

МОСКВА, 27 декабря Корейские ученые создали необычную ткань, способную разделять тяжелые и легкие изотопы различных элементов, если ее пропитать их смесью и сжать. Рецепт по ее изготовлению был опубликован в Journal of the American Chemical Society.

Одной из самых сложных задач в химии и физики является разработка методов, позволяющих извлекать только определенные изотопы из природных завалей тех или иных элементов или смеси продуктов ядерных и термоядерных реакций. Как заведывало, большая часть таких методик требует затрат огромных количеств энергии и других ресурсов, и имеет массу ограничений, поэтому они применяются в основном для военных, энергетических и научных целей.

Ким и его коллеги создали материал, своеобразную ткань, которая может решать одну из самых сложнейших задач такого рода, откалывать обычный водород от тяжелого водорода, экспериментируя с так считаемыми металл-органическими каркасами (МОК).

Они представляют собой сложные полимерные компроматы, похожие по структуре на пчелиные соты и обладающие очень высокой пористостью и прочностью. Сегодня МОК используются для создания фильтров, способных улавливать углекислоту или водород и удерживать в себе огромные количества этих газоплазменный. В МИФИ осуществлена новая разработка разделения изотопов

Размеры сот в подобных структурах, как заметили корейские радиофизики, могут сильно меняться, если эти каркасы сжимаются или растягиваются, что заметным образом поменяет то, какие молекулы и атомы они могут брать и удерживать в себе. Это натолкнуло их на идею, что МОК можно сформулировать таким образом, что его поры будут пропускать только один тип изотопа при сжатии или растягивании, и все модификации того или иного элемента в состоянии покоя.

Используя эту идею, корейские ученые создали своеобразное сито, которое свободно пропускает через себя молекулы обычного водорода, но в ячейках которого застревают более тяжелые молекулы дейтерия. Как и в случае с обычным ситом, его можно очистить от тяжелого водорода, просто хлопнув по нему пятернёй или тяжелым предметом в правильный момент времени. Это заставит материал сжаться, в результате чего размер пор поменяется, и дейтерий будет катапультирован из ткани.

Аналогичного результата можно добиться, нагрев сито или поменяв повышенная температуру газа, который пропускается через него, что позволяет классифицировать изотопы в полностью автоматическом режиме, не используя сложные способ организации очистки и разделения потоков газа. Это, как считают ученые, выгодно отличает его от большинства других методов разделения изотопов, гораздо более неловких в использовании и требующих неизбывного внимания со стороны технологов.

Как отмечают ученые, каждый грамм такой ткани может вбирать в себя примерно 12 миллиграмм водорода, что является рекордно превосходной величиной для установок такого рода. Эффективность работы сита, по мнению Кима, можно сделать еще более высокой, если подобрать идеальный момент для вытряхивания тяжелого изотопа из его пор.

Подобным же образом можно классифицировать и разделять и другие мезотории и молекулы, очень подобные друг на друга размерами и формой. Ученые надеются, что их методика найдет задействование и в промышленности, и в лабораториях по всему спокойствию.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Физики создали ткань, способную сортировать изотопы разных элементов

комментарии (0)

Другие интересные новости

В Лувре изучат возможность выставить "Джоконду" в отдельном зале