美国科学家们在功能纳米材料中心使用环境压力x射线光电子能谱仪AP-XPS表征沉积了在钌金属薄膜上的二氧化硅（硅和氧）纳米笼，这次测试旨在扩大激活样品以捕获惰性气体的处理方法。然后，科学家们使用美国国家同步加速器光源II的基于同步加速器的AP-XPS仪器进行实验，以观察纳米笼是否能有效捕获氙。
在过去的几年里，科学家们已经证明了由硅和氧组成的笼状多孔结构，其尺寸仅为十亿分之一米，可以捕获氩、氪和氙等惰性气体。然而，为了使这些二氧化硅纳米笼具有实际用途，例如，为了提高核能生产的效率，它们需要从实验的测试扩大以量产。科学家们现在已经在将这项技术带出实验室并进入现实世界方面迈出了一步，正如他们前两天在小型商用材料中报道的那样，它们可能为捕获惰性气体提供一个潜在的可扩展平台。“制作一平方厘米的实验室规模的纳米笼只需要几周时间，但是这需要最昂贵的启动部件和设备。”美国功能纳米材料中心某科学家说，“有商业方法可以合成成吨的这种二氧化硅纳米笼，它们非常便宜，可以用作混凝土的添加剂。然而，这些商用材料不会捕获惰性气体，因此扩展我们的技术的一个挑战是了解我们的纳米笼结构的特殊之处。”
这次研究的负责人和同事们刚刚完成了第二次在钌金属单晶上沉积二氧化硅纳米笼的催化实验，他们注意到氩气的单个原子被困在该结构的纳米笼孔中。由于这一意外发现，他们成为第一批在室温下将惰性气体捕获在二维多孔结构中的人。其实2019年他们就已经在纳米笼里捕获了另外两种惰性气体：氪和氙。在第二项研究中，他们了解到，为了使捕获工作起作用，需要发生两个过程：气体原子在进入笼之前必须转化为带电原子，也就是离子，而笼必须与金属支架接触，以便在笼内有效捕获离子后中和离子。
今年6月，美国科学家们提出了一项专利申请，目前正在申请中。同年，能源部技术转型办公室通过其技术商业化基金TCF选择了CFN与布鲁克海文核科学和技术部合作提交的一项研究提案，并投资了纳米技术，以扩大实验室开发的纳米笼。扩大规模的目的是最大限度地扩大捕获氪和氙的表面积，这两种物质都是铀核裂变的产物。捕获它们有助于提高核反应堆的效率，防止因气体压力升高而导致的运行故障，减少放射性核废料，并检测核武器试验。
