综述：

一种叫CC3的新材料可以有效的储存氙、氪和氡气。这些气体在工业上主要用于照明和制药等方面。比如说氡，当这种气体在室内聚集的时候会产生很大的危险。新研究表明：这种新材料通过让这些气体吸入的时候多进少出，就能节能有效的消除这些气体了。

以上计算机模拟图就是CC3材料的多孔结构。

来自 Nature Materials 2014

 在核燃料循环利用的过程中会释放带辐射的氪和氡气体。在储存铀的地下室也经常发生氪污染。现在一种新发现名为CC3的新材料可以有效的消除这些气体，这个研究工作被发表在7月20日的Nature Materials杂志上，主要的途径是通过吸收这些气体的时候多进零出。

这样的话这种CC3材料，就可以在消除有害的辐射气体和回收有用的一些元素的方面起到很大作用。相对于其它材料来说CC3选择性更强；另外相对于传统处理方法，它更加节能。

这个研究组是由英国利物浦的纽卡索大学的西北太平洋能源国家实验室的科学家所组成，并且由法国马赛大学的科学家协助进行性能模拟和实验，以决定这种CC3材料如何吸收和区分废气的。来自PNNL的合作作者Praveen Thallapally 解释说：“氙、氪和氡是惰性气体，在化学上不活泼。这样就很难有材料可以吸收他们，所以当我发现这种材料可以很容易从气流中吸收惰性气体的时候真是又惊又喜。”

惰性气体在大气中是很少量的，但是像氡气这种气体经常处于辐射态，易致癌。其它的像氙在工业上应用很广，在商业的照明、医学成像和麻醉方面都有很大应用。

传统的消除氙气或者从核燃料中回收的方法主要是把气体降低到很低的温度。这种冷冻的方法相当耗能，价格昂贵。研究者也已经发明了一种金属有机的框架结构（MOF），也可以在不使用超低温的情况下吸收氙和氪气。尽管这种材料在正常的温度下就可以很有效的消除低浓度的氙气，但是研究者还是致力于寻找一种更优秀的材料。

Thallapally在利物浦大学的合作者Andrew Cooper和其它的一些学者正在研究一种加有机多孔笼的材料。它的分子结构就是不断得重复分子单元组合成三维上的笼子。这些用CC3分子组合成的笼子刚好就是三个氙、氪和氡原子的大小。

为了测试这种CC3材料是否有用，该团队用计算机模拟了CC3与这些惰性气体的相互作用。CC3的分子结构自然的伸缩。研究者发现这种结构在吸气的时候孔洞长大到4.5埃大小，收缩时变小到3.6埃。一个氙原子的大小大概为4.1埃，这样的话在吸气的时候刚好可以吸入。（氪和氡原子尺寸分别为3.69埃和4.17埃，1埃=10-10m）。计算机模拟反应了在7%的时间里面CC3结构打开了足够氙原子进入的窗口。这样的话氙原子就只进不出，本质上达到了困住惰性气体的目的。接下来这个研究组也测试了用这种材料在空气中吸收低浓度的氙气和氪气究竟效率有多高，其中这种空气是混合了氧气，氩气二氧化碳和氮气等气体。当氙气的溶度只有百万分之400和氪气只有百万分之40时，研究者把这种混合气体通过CC3结构下，并测试多久才能从材料的另一端出来。结果显示像氧气，氩气和二氧化碳这种含量较多的气体，在穿过CC3结构时继续到完全吸收需要45分钟，而氙气只要15分钟。另外相比于MOF结构，CC3可以吸收大概是其两倍的氙气，并且相较于氪气来说，氙气的吸收量是它的20倍，充分的说明了他的选择性吸收能力。而MOF结构只有七倍大小。这些实验在容量和选择性上展现出了这种材料的优越性

“我们现在只知道CC3可以做到这么好，但是却不知道是什么原因，只要我们了解它的原理，那么我们就可以进一步提高它的性能了。” Thallapally补充说。

为了探索MOF和多孔的笼材料之间的经济上的效益，研究者们首先对比了用制冷方法分离的成本，发现这些方法便宜的多。“由于这些材料在室温的时候也能很好工作，所以使用时所消耗的能量就很少。”PNNL的Denis Strachan解释道。

这种材料在制药上可能也有用武之地。大多数分子是以左撇或者右撇的形式存在的，而且在人体里面只有一种可以工作。在实验中，Cooper和他的同事们测试了CC3用来分辨左撇和右撇酒精分子的能力。在做完左撇和右撇酒精分子分离实验之后，这个团队又在生物化学实验中展示了它只会选择性的吸收一种酒精分子。