用MOF过滤氘
氘是氢的重兄弟，被认为是一种很有前途的材料——因为它的应用范围很广：在科学、能源生产或药品生产中。然而，迄今为止，从其天然同位素混合物中提取氘既复杂又昂贵。
借助德累斯顿工业大学开发的多孔材料，这项工作很快就能更有效、更经济地完成。
只有氘可以打开DUT-8的孔隙，而氢使框架关闭。这种高选择性检测导致高分离选择性与高氘吸收相结合。
关于氢同位素在能源生产中的实际应用的研究今天仍在继续。这里的主要挑战是同位素的提取。
氘（化学缩写D，“重”氢）是氢的三种天然同位素之一，此外还有氚（H，“普通”氢）和氚（T，“超重”氢）。氘和氕都是氢的稳定同位素。由氘制成的普通水和重水同样稳定。从技术角度来看，氚(T)非常有前途，但由于其放射性，也并非没有安全问题。
氘是从重水中提取的，即含有氘的水，在我们地球的天然水资源中，氘的含量为每毫升0.15。为此，首先使用化学和物理过程分离重水，然后产生氘气。这些过程非常复杂和能源密集，以至于一克氘比一克黄金更昂贵，尽管它的自然发生率要高很多倍。
但对纯氘的需求持续增长，因为其独特的物理特性意味着其潜在应用远未耗尽：当用于药物时，氘已被证明具有延长寿命的作用，尽管最初仅用于活性成分本身。含氘的药物可以降低剂量，从而减少副作用。
在核反应堆中，氘作为慢化剂发挥着重要作用。此外，氘和氚或3氦的混合物计划用作未来聚变反应堆的燃料。其他应用领域包括医学、生命科学、分析和新型电视显示器。
在跨学科合作中，来自德累斯顿工业大学的StefanKaskel教授和ThomasHeine教授小组，以及来自斯图加特智能系统MPI的MichaelHirscher博士，现已开发出一种基于柔性的氢同位素分离机制德累斯顿工业大学开发的金属有机框架“DUT-8”。
“我们的材料能够从氢气中分离气态氘。独特的金属有机框架DUT-8具有高度灵活性，可以动态调整其孔径。但这种结构响应被发现具有高度选择性：只有氘才能打开孔隙，而氢气使框架关闭。这种高度选择性的识别导致高分离选择性和高氘吸收，“德累斯顿工业大学无机化学教授StefanKaskel解释说。
他和他的团队专门研究用于能量存储和转换的新型纳米结构和多孔功能材料，并已开发出多种专利材料。他的材料DUT-8发表于年，最初显示没有吸氢，无论是在高压下还是在非常低的温度下。
“在斯图加特的MPI进行测量期间，我们首次观察到DUT-8在非常低的温度下氘气氛下的结构开口。随后，我们还成功地通过实验分离了氢同位素混合物，该材料充当一种灵活且因此极其高效的“量子筛”，”MichaelHirscher博士解释说，他多年来一直在MPIforIntelligentSystems研究氢同位素的有效分离机制。
第一性原理计算与统计热力学相结合，可以预测同位素选择性开口，并通过显着的核量子效应对其进行合理化。但是，氢还有其他所谓的同位素体（相同元素但同位素不同的分子），即HD、HT、DT和T2，在分离时必须加以考虑，而含有T的则具有放射性。在TUDresden理论化学主席ThomasHeine的小组中，已经模拟了这些同位素体的行为。
“在这项联合工作中，我们已经成功地用经过验证的计算机模拟取代了与放射性物质相关的安全相关问题实验，从而预测了DUT-8这种依赖于同位素的开放效应的潜在应用，”海涅教授解释说。
他的模拟表明，DUT-8仅对没有轻H同位素的同位素体开放。对于HD，这些预测已经被Hirscher博士的小组通过实验证实。
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