石墨烯结构示意图
约两个月前，诺贝尔物理学奖获得者、英国曼彻斯特大学教授安德烈?海姆在接受科技日报记者独家专访时透露，为阻止与许多人的研究挤在一起，他正在寻找现在石墨烯研究尚未涉及的新领域。新年伊始，翻看最新一期《科学》杂志刊载的论文，扑面而来是由海姆向导的曼彻斯特大学一支研究团队在石墨烯应用方面的新探索——有关“石墨烯简化生产重水并有助整理核废物”的新闻。
1月6日，记者第一时间采访了中国科学院院士、北京大学化学与分子工程学院教授刘忠范博士、中国石墨烯工业手艺立异战略同盟秘书长李义春博士，以及素有“中国石墨烯工业涤讪人”之称的冯冠平教授为这一新的研究效果作出解读及点评。
石墨烯膜犹如一个筛子
在这项研究中，曼彻斯特大学的研究团队，接纳石墨烯制膜滤出差别的氢同位素——氘和氚，大大简化重水的生产历程，并有助于整理核废物，有望制备节能、高效和价廉的理想过滤器。
关于氢核聚变而言，氢的同位素——氘(又称重氢)是用作热核反应的主要能源，在剖析和化学追踪手艺中也被普遍使用。氘的氧化物即重水，在铀核裂变中可做为减速剂，由此在核电站运行中需要成千上万吨重水。氚是氢最重的同位素，其原子含有1个质子和两其中子，具有放射性，在核裂变工厂作为发电副产品须被清静去除。未来核手艺的生长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疏散质子。
曼大研究职员测试了氘的原子核，可以通过石墨烯及其姊妹质料氮化硼的膜。虽然现有理论不可展望两个同位素的渗透有何差别，而他们充分预计出氘核可以轻松通过。
研究职员惊讶地发明，氘不但能够被一个原子厚的膜有用筛选疏散，并且这一历程效率很高。这一发明使得单层石墨烯和氮化硼，对富厚的氘和氚混淆物充当疏散膜很具吸引力。
有望成为理想的过滤器
现在，用于生产重水的疏散手艺需要相当多的能源消耗，并且在科学和工业上保存一些重大问题。而现在接纳石墨烯有望使这一历程更有用率。
据物理学家组织网1月5日报道，接纳这种石墨烯膜，可能意味着核电站生产重水的历程会镌汰10倍的能量消耗，并且历程更简化、破费更自制。
别的，研究职员发明，这种疏散是完全可升级的。他们使用化学气相沉积(CVD)的石墨烯，建设了厘米巨细的装备从氘和氢混淆物中有用泵出氢。
此论文的第一作者、曼大博士后研究员马塞洛洛萨达?伊达尔戈博士说：“这是首次证实在室温条件下区分亚原子粒子的第一膜。现在，我们发明它是一个完全可扩展的手艺，希望能很快找到现实应用的要领。”
论文配相助者伊琳娜教授说，“我们惊讶地发明，一种膜可用于疏散单独的亚原子粒子。建设这个设置很是简朴，希望不但在剖析和化学示踪手艺上看到这些过滤器的应用，还能有助于整理源自核废物中的放射性氚。”
中国业界专家怎样点评
在看到外媒报道这一新闻之后，中国石墨烯工业界一线专家学者纷纷热议，十分关注�？萍既毡钦呔痛司傩辛瞬煞�。
刘忠范院士在接受科技日报记者采访时，对此研究效果点评道：“很是有创意!人们已经知道只有质子能够穿透石墨烯，而现在进一步发明只有最轻的氢同位素质子能够穿过，这是一个新的发明，并可用在重水疏散上，关于核废物的处置惩罚也将是更为节能高效的浓缩要领。只管现在只是演示性的事情，但未来有着重大商业化潜力。不过，现实的石墨烯和氮化硼并没有那么完善，有许多结构缺陷，大一点的工具也会穿过。这也许是未来在研究中需要起劲突破的。”
李义春博士指出，“感受这项研究和石墨烯海水淡化的原理差未几，使用了石墨烯的吸赞许过滤特征，未来将是一个崭新的应用领域。”
曾任深圳清华大学研究院首创院长、江南石墨烯研究院信用理事长的冯冠平教授说，“理论上这一研究能做到的话照旧不错的，涉及到把石墨烯膜用于核废物处置惩罚上，把原来的生产重水流程大大简化。不过现在仅是论文阶段，未来能否在现实中施展作用尚有待张望。”