جدا سازی ایزوتوپ های هیدروژن شده با فناوری نانو

عضو هیات ‌علمی دانشگاه شهید رجایی با همکاری محققانی از انگلیس، آلمان و بلژیک موفق به ارائه روشی برای بررسی و جدا سازی ایزوتوپ‌های هیدروژن شده ‌بدون نیاز به رآکتور شدند.

کد خبر: ۲۱۴۴۴۵

تاریخ: ۲۹ فروردين ۱۳۹۷ - ۰۹:۳۸

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری، دکتر مهدی نیک عمل پژوهشگر برتر در رشته فیزیک در سال 1393 با همکاری این پژوهشگران، تابش باریکه‌ای از اتم‌های هیدروژن از میان نانوکانال‌های ساخته شده از گرافن سفید را به لحاظ تجربی و نظری مورد بررسی قرار دادند. محقق ایرانی در این پژوهش که در دانشگاه منچستر انگلیس انجام شد مسئولیت محاسبات کوانتومی را بر عهده داشت.
این پژوهشگر در مورد کاربرد نتایج حاصله از این تحقیق گفت: می‌دانیم که بسیاری از اتم‌ها دارای ایزوتوپ‌های مختلفی هستند. جدا کردن ایزوتوپ‌ها از باریکه حاوی ایزوتوپ‌های مختلف در دمای معمولی یکی از نیازهای قدیمی صنعت رادیو پزشکی است. رادیو ایزوتوپی یکی از کاربردهای پزشکی در جدا کردن ایزوتوپ‌هاست. در رادیو پزشکی ایزوتوپ‌ها به از بین رفتن سلول‌های سرطانی کمک می‌کنند. در این پژوهش روشی کاملاً جدید برای جدا کردن ایزوتوپ‌ها بدون نیاز به رآکتور ارائه شده است.
وی افزود: همان‌طور که صافی‌های با منفذهای میکروسکوپی، ذرات میکروسکوپی را جداسازی می‌کنند، صافی‌های نانومتری هم می‌تواند مولکول‌ها و اتم‌های با اندازه‌های متفاوت (در حد آنگستروم تا نانومتر) را جداسازی کند. اما به لحاظ نظری تفاوت این دو پدیده در ظهور اثرات کوانتومی در ابعاد آنگسترومی است. ما با کمک نظریه تابعی چگالی (DFT) یکی از قوی‌ترین ابزارهای محاسبات کوانتومی کنونی، توانستیم سد انرژی در برابر نفوذ و حرکت پخشی هیدروژن و ایزوتوپی از آن را از میان کانال‌های نانومتری محاسبه کنیم.
هنوز کاملاً مشخص نیست که چقدر نظریه‌های موجود در توصیف دقیق جنبه‌های گوناگون مسئله موفق هستند، بااین‌حال DFT فعلاً بهترین ابزار برای بررسی رفتار اتم‌های سبک در این نانو کانال‌هاست.
نتایج این پژوهش ارزشمند در قالب یک مقاله با عنوان Transport of hydrogen isotopes through interlayer spacing in van der Waals crystals در مجله معتبر Nature Nanotechnology با ضریب تأثیر 38.988 (سال 2018، صفحه 1) منتشر شده است.