انتشار مقاله محقق دانشگاه شهید رجایی در مجله Nature Nanotechnology

دکتر مهدی نیک عمل، پژوهشگر برتر کشور در رشته فیزیک در سال 1393 و عضو هیئت‌علمی دانشگاه شهید رجایی با همکاری پژوهشگرانی از کشورهای انگلستان، آلمان و بلژیک تابش باریکه‌ای از اتم‌های هیدروژن از میان نانوکانال‌های ساخته شده از گرافن سفید را به لحاظ تجربی و نظری مورد بررسی قرار داد. در این پژوهش که در دانشگاه منچستر انگلستان انجام شده است، محقق ایرانی مسئولیت محاسبات کوانتومی را بر عهده داشته است. مقاله منتشر شده، دومین مقاله محققان ایرانی در مجله Nature Nanotechnology است.

این پژوهشگر برجسته ایرانی در مورد کاربرد نتایج حاصله از این تحقیق گفت: « می‌دانیم که  بسیاری از  اتم‌ها دارای ایزوتوپ‌های مختلفی هستند. جدا کردن  ایزوتوپ‌ها از باریکه‌ی حاوی ایزوتوپ‌های مختلف در دمای معمولی یکی از نیازهای قدیمی صنعت  رادیو پزشکی است. در رادیوپزشکی  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 در ادامه 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 نمایند. 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.