ການກະ ທຳ flipping ໃນວັດສະດຸທີ່ມີຮູຂຸມຂົນເຮັດໃຫ້ການຖ່າຍທອດຂອງນ້ ຳ ທຳ ມະດາເພື່ອແຍກມັນອອກຈາກນ້ ຳ ໜັກ.
ກຸ່ມຄົ້ນຄ້ວານໍາໂດຍ Susumu Kitagawa ຈາກສະຖາບັນວິທະຍາສາດຈຸລັງຂອງມະຫາວິທະຍາໄລກຽວໂຕ (iCeMS), ຍີ່ປຸ່ນແລະ Cheng Gu ຈາກມະຫາວິທະຍາໄລເຕັກໂນໂລຢີພາກໃຕ້ຂອງຈີນ, ຈີນໄດ້ຜະລິດວັດສະດຸທີ່ສາມາດແຍກນ້ໍາຫນັກອອກຈາກນ້ໍາປົກກະຕິໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ. ຈົນກ່ວາໃນປັດຈຸບັນ, ຂະບວນການນີ້ແມ່ນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຫຼາຍແລະພະລັງງານຫຼາຍ. ການຄົ້ນພົບມີຜົນສະທ້ອນຕໍ່ຂະບວນການອຸດສາຫະກໍາ - ແລະແມ້ກະທັ້ງຊີວະສາດ - ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການນໍາໃຊ້ຮູບແບບທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງໂມເລກຸນດຽວກັນ. ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ລາຍງານຜົນໄດ້ຮັບຂອງພວກເຂົາໃນວາລະສານ ລັກສະນະ.
Isotopologues ແມ່ນໂມເລກຸນທີ່ມີສູດເຄມີດຽວກັນແລະມີປະລໍາມະນູຜູກມັດໃນການຈັດການທີ່ຄ້າຍຄືກັນ, ແຕ່ຢ່າງຫນ້ອຍຫນຶ່ງໃນອະຕອມຂອງພວກມັນມີຈໍານວນນິວຕຣອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນກ່ວາໂມເລກຸນແມ່. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ໂມເລກຸນນ້ໍາ (H2O) ແມ່ນປະກອບດ້ວຍອົກຊີເຈນຫນຶ່ງແລະສອງປະລໍາມະນູ hydrogen. ນິວເຄລຍຂອງແຕ່ລະອະຕອມຂອງໄຮໂດເຈນປະກອບດ້ວຍໂປຣຕອນຫນຶ່ງແລະບໍ່ມີນິວຕຣອນ. ໃນນ້ໍາຫນັກ (D2O), ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ອະຕອມຂອງ deuterium (D) ແມ່ນໄອໂຊໂທບຂອງ hydrogen ທີ່ມີນິວເຄລຍທີ່ປະກອບດ້ວຍຫນຶ່ງ proton ແລະຫນຶ່ງ neutron. ນ້ໍາຫນັກມີການນໍາໃຊ້ໃນເຕົາປະຕິກອນນິວເຄລຍ, ຮູບພາບທາງການແພດ, ແລະໃນການສືບສວນຊີວະພາບ.
"isotopologues ນ້ໍາແມ່ນໃນບັນດາສິ່ງທີ່ຍາກທີ່ຈະແຍກອອກເພາະວ່າຄຸນສົມບັດຂອງພວກມັນຄ້າຍຄືກັນ," Cheng Gu ອະທິບາຍວ່າ. "ວຽກງານຂອງພວກເຮົາໄດ້ສະຫນອງກົນໄກທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນສໍາລັບການແຍກ isotopologues ນ້ໍາໂດຍໃຊ້ວິທີການແຍກ adsorption."
Gu ແລະນັກເຄມີສາດ Susumu Kitagawa, ຮ່ວມກັບເພື່ອນຮ່ວມງານ, ອີງໃສ່ເຕັກນິກການແຍກຕ່າງຫາກຂອງເຂົາເຈົ້າກ່ຽວກັບໂພລີເມີ coordination porous ທອງແດງ (PCP). PCPs ແມ່ນວັດສະດຸ crystalline porous ປະກອບເປັນຂໍ້ໂລຫະທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍຕົວເຊື່ອມຕໍ່ອິນຊີ. ທີມງານໄດ້ທົດສອບສອງ PCPs ທີ່ເຮັດດ້ວຍຕົວເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ PCPs ຂອງເຂົາເຈົ້າມີຄວາມສໍາຄັນໂດຍສະເພາະສໍາລັບການແຍກ isotopologue ແມ່ນວ່າຕົວເຊື່ອມຕໍ່ flip ເມື່ອຄວາມຮ້ອນປານກາງ. ການກະ ທຳ flipping ນີ້ເຮັດຄືກັບປະຕູ, ອະນຸຍາດໃຫ້ໂມເລກຸນຜ່ານຈາກ 'cage' ໃນ PCP ໄປອີກ. ການເຄື່ອນໄຫວຖືກປິດກັ້ນເມື່ອວັດສະດຸຖືກເຮັດໃຫ້ເຢັນ.
ໃນເວລາທີ່ນັກວິທະຍາສາດເປີດເຜີຍ 'flip-flop dynamic crystals' ຂອງເຂົາເຈົ້າກັບ vapor ທີ່ມີສ່ວນປະສົມຂອງນ້ໍາປົກກະຕິ, ຫນັກແລະເຄິ່ງຫນັກ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເຮັດໃຫ້ອົບອຸ່ນເລັກນ້ອຍ, ພວກເຂົາເຈົ້າດູດຊຶມນ້ໍາປົກກະຕິໄວກ່ວາສອງ isotopologues ອື່ນໆ. ສໍາຄັນ, ຂະບວນການນີ້ເກີດຂຶ້ນພາຍໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ.
Kitagawa ກ່າວວ່າ "ການແຍກຕົວດູດຊຶມຂອງ isotopologues ນ້ໍາໃນວຽກງານຂອງພວກເຮົາແມ່ນດີກ່ວາວິທີການແບບດັ້ງເດີມຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເນື່ອງຈາກມີການເລືອກທີ່ສູງຫຼາຍໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ," Kitagawa ເວົ້າ. "ພວກເຮົາມີຄວາມຄາດຫວັງວ່າວັດສະດຸໃຫມ່ທີ່ນໍາພາໂດຍວຽກງານຂອງພວກເຮົາຈະຖືກພັດທະນາເພື່ອແຍກ isotopologues ອື່ນໆ."
ອ້າງອິງ: "ການແຍກ isotopologues ນ້ໍາໂດຍນໍາໃຊ້ວັດສະດຸ porous ການແຜ່ກະຈາຍ" ໂດຍ Yan Su, Ken-ichi Otake, Jia-Jia Zheng, Satoshi Horike, Susumu Kitagawa ແລະ Cheng Gu, 9 ພະຈິກ, ລັກສະນະ.
DOI: 10.1038 / s41586-022-05310-y
