中科大研究“神奇材料”獲進展

　　記者13日從中科大采訪獲悉，中英兩國教授通力合作，在被稱為“神奇材料”的氧化石墨烯薄膜離子篩選研究取得重要進展，在海水快速淡化成飲用水等領域不再科幻。

　　中科大吳恒安教授與諾獎得主英國曼徹斯特大學安德烈·海姆教授課題組等合作，在石墨烯功能材料研究方面取得突破性進展，發現了氧化石墨烯薄膜具有精密快速篩選離子的性能。研究成果發表在近日出版的國際著名期刊《科學》上。

　　石墨烯以其獨特的力學和電學特性被稱為“神奇材料”。然而，石墨烯與水之間的相互作用機理并不為人們所了解。石墨烯表面本來是排斥水的，但浸入到水中的石墨烯薄膜里的毛細通道卻允許水的快速滲透。

　　據介紹，課題組最新研究表明水環境中的氧化石墨烯薄膜與水相互作用后，形成約0.9納米寬的毛細通道，允許直徑小于0.9納米的離子或分子快速通過，而直徑大于0.9納米的離子被完全阻隔。該篩選效應不僅對離子尺寸要求非常精準，而且比傳統的濃度擴散快上千倍。

　　研究人員通過計算機模擬研究表明，石墨烯與離子之間的相互作用使離子在納米通道中聚集，從而促進了離子的快速擴散。這一發現合理解釋了實驗結果，也被稱為“離子海綿效應”。

　　專家稱，如果通過機械手段進一步壓縮薄膜中的毛細通道尺寸，將能高效率地過濾海水中的鹽分。這意味著制造一個在幾分鐘內即可將一杯海水淡化成飲用水的過濾裝置，已不再是科幻小說場景。

　　據悉，同期《科學》專門對這項研究成果進行了展望評述，認為該發現使得氧化石墨烯薄膜在眾多分離應用中具有重要意義，例如在海水淡化與凈化、傳感技術以及能源轉換等領域具有廣闊的應用前景。