中国欧泰克站在电脑前在实验室

中国欧泰克的工作集中在新材料的设计和合成。信贷:黄欧文自然

这是一个自然指数系列的第五的概要文件对新兴青年研究人员在日本。

化学一直是中国的一部分欧泰克的生活,只要他还记得。作为一个男孩,他经常访问了他父亲的实验室,有机化学家研究野依良治之下,日本的八位诺贝尔化学奖得主之一。“他会给我工具或只是让我看看。我记得这个地方有一个有趣的气味,”欧泰克说。

他对这个主题的兴趣被重新点燃,当他进入京都大学本科。“我记得我是多么喜欢化学。我受到我父亲的影响,他为他的工作感到骄傲。他说,他的工作是他的爱好,“现在欧泰克说,助理教授在他的母校的综合测量科学研究所(iCeMS)。

欧泰克的工作集中在新材料的设计和合成。他尤其感兴趣的是水晶材料称为多孔协调聚合物(pcp),也被称为有机框架。这种材料的一个例子是普鲁士蓝颜料,用于染料纺织品和色彩描绘自18世纪。

对聚合物的兴趣在过去的25年里曾一度被科学家们开始合成新类pcp,非常灵活。

这些小说pcp的晶格结构,包括金属离子的有机分子连接的连接器与一种柔韧的操场的攀爬架,与开放空间作为纳米级孔隙或分子盖茨可以精确控制,以应对外界刺激如温度的波动。

“因为这种多孔结构,pcp有非常广泛的功能,”欧泰克说。例如,他们可以用作催化剂,也适合于分离化合物,特别是小的气体,如一氧化碳、甲烷和氢气。因为科学家可以设计专门的聚合物和控制孔隙大小等特征,他说。

欧泰克的实验室在京都,由Susumu北川,第一个研究人员展示灵活pcp可以吸附小分子,是一个全球领先的使用pcp作为分离工具。2022年11月,团队合作者在中国,描述了一种方法分离“重水”(D2O) -水分子含有氢的同位素氘(D),也称为重氢——从H2O (y苏自然等。611年,289 - 302;2022年)。

这是一个突破的使用pcp,欧泰克说。水isotopologues D2O和H2O是出了名的难以分开,因为他们有类同的融化和冻结点,分子大小和键能。当前方法蒸馏和电解等能源密集型。“这就是为什么净化重水通常是非常昂贵的,”欧泰克说。

图表显示出版数和引用中国欧泰克在2015年到2022年

来源:维

D2O有非常有用的应用程序。它帮助温和反应核电站;增加疫苗的耐热性,并允许科学家有选择地标签特定的蛋白质,核酸和其他化合物,这样他们可以实时追踪而接受各种生物和化学过程。

欧泰克和他的团队从H成功分离的重水2O通过试验与两个铜线圈pcp。在室温下,结构的有机链接器“触发器”开放,D2O和H2O的大小和亲和力匹配的分子盖茨-吸附在不同的利率。

“通过使用此机制,我们可以单独水isotopologues首次使用pcp,”欧泰克说。新方法可能比目前的分离技术如果更有效的方法是发展成为一个实用的解决方案,可以把日常使用,特别是在规模。

研究人员目前正在探索是否能把这个应用到类似的分离问题,包括技术是否可以用来把二氧化碳从工厂烟气。欧泰克也热衷于探索“多孔材料的许多其他有用的功能”。他希望他的工作将有助于使有用的新材料和节能。

欧泰克是五大最多产青年作者在日本化学领域的自然指数从2015年到2021年——一个成就他说他的父亲是骄傲的。他感谢日本政府增加资金等青年科学家本人近年来,和增加可用在扮学术职位。

然而,毕业生的数量选择追求博士学位或进入学术界正在减弱,欧泰克说。将有助于提供更多长期职位,但是同样重要的是“创造一个环境,允许研究人员专注于他们的工作”,例如,通过提供财政援助日托,家庭保健和个人卫生,他说。