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大约两个月前，诺贝尔物理学奖得主、曼彻斯特大学的安德烈·海姆教授在接受记者独家采访时透露，他正在寻找尚未涉足石墨烯研究的新领域，以避免被许多人的研究挤得水泄不通。新年伊始，阅读最新一期《科学》杂志上发表的论文，这是由heimer领导的曼彻斯特大学研究团队对石墨烯应用的新探索——关于“石墨烯简化了重水生产并有助于清理核废料”的新闻。
1月6日，记者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、中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李意淳博士和被誉为“中国石墨烯产业奠基人”的冯冠平教授，对这一新的研究成果进行解读和评论。
石墨烯薄膜就像一个筛子
在这项研究中，曼彻斯特大学的研究小组利用石墨烯制作薄膜，过滤出不同的氢同位素——氘和氚，大大简化了重水的生产过程，并有助于清理核废料。有望制备出节能、高效、低成本的理想过滤器。
对于氢核聚变，氘(也称为氘)是热核反应的重要能源，也广泛用于分析和化学跟踪技术。氧化氘，即重水，可以用作铀裂变的缓和剂，因此在核电站运行中需要数千吨的重水。氚是氢的最重同位素。它的原子包含一个质子和两个中子。它具有放射性，必须作为核裂变工厂发电的副产品安全清除。核技术的未来发展将基于这两种重同位素的核聚变。
安德烈在他的论文中说，石墨烯制成的薄膜可以用作筛子，将质子与氢同位素氘更重的原子核分离。
曼达尔的研究人员测试了氘核，氘可以穿过石墨烯和它的姊妹材料氮化硼。尽管现有的理论不能预测两种同位素的渗透率之间的差异，但它们完全可以预测氘可以很容易地穿过。
研究人员惊讶地发现，氘不仅可以被原子厚膜有效地筛选和分离，而且过程非常高效。这一发现使得单层石墨烯和氮化硼对作为分离膜的富含氘和氚的混合物具有吸引力。
它有望成为理想的过滤器。
目前，生产重水的分离技术需要相当大的能耗，在科学和工业上存在一些重大问题。现在石墨烯有望使这一过程更加高效。
根据物理学家组织网络1月5日的一份报告，采用这种石墨烯薄膜可能意味着核电厂生产重水的过程将减少10倍的能耗，并且该过程将更简单、更便宜。
此外，研究人员发现这种分离是完全可伸缩的。他们使用化学气相沉积石墨烯来建造厘米大小的设备，从氘和氢的混合物中有效地抽取氢。
这篇论文的第一作者、曼彻斯特大学的博士后研究员马塞洛·洛萨达·伊达尔戈博士说:“这是第一个证明在室温下薄膜能够区分亚原子粒子的证据。现在，我们发现它是一种完全可扩展的技术，并希望很快找到一种实用的应用方法。”
该论文的合著者伊琳娜教授说:“我们惊讶地发现，膜可以用来分离单个亚原子粒子。设置这个设置非常简单。我希望看到这些过滤器不仅能应用于分析和化学追踪技术，还能帮助清除核废料中的放射性氚。”
中国行业专家如何评论
看到国外媒体报道的消息后，中国石墨烯行业的一线专家学者一直在讨论和关注。《科技日报》的记者就这个问题进行了采访。
刘忠范院士在接受《科技日报》采访时对研究成果发表了评论:“非常有创意！人们已经知道只有质子才能穿透石墨烯，但现在人们进一步发现只有最轻的氢同位素质子才能穿过。这是一项新发现，可用于重水分离。核废料的处理也将是一种更加节能和高效的浓缩方法。虽然目前它只是一个示范作品，但在未来有很大的商业潜力。然而，实际的石墨烯和氮化硼并不完美。有许多结构缺陷，较大的东西会通过。这可能是未来研究的一个突破。”
李意淳博士指出，“它觉得这项研究类似于石墨烯海水淡化的原理。它利用了石墨烯的吸附和过滤特性，将成为未来一个全新的应用领域。”
深圳清华大学研究院前创始院长、江南石墨烯研究所名誉所长冯冠平教授表示:“理论上，如果能够做到这一点，这项研究仍然是好的。它包括使用石墨烯薄膜处理核废料，并大大简化了生产重水的原始过程。然而，这只是论文的一个阶段。它能否在未来的实践中发挥作用还有待观察。”
