酸化グラフェン薄膜のイオン遮蔽効果

中国科学技術大学のWuhengan教授は、英国のマンチェスター大学の教授であるノーベル賞受賞者のAndelie・haimuと協力して、酸化グラフェン膜が精密で迅速なイオンの特性を持っていることを発見しました。ふるい分け。結果は最近、ジャーナルScienceに掲載されました。

報告によると、グラフェン表面は元々水を拒絶していましたが、水に浸した後、グラフェンフィルムの毛細管チャネルは急速な水の浸透を可能にしました。研究者らは、水環境の酸化グラフェン膜が水と相互作用して幅約0.9 nmの毛細管チャネルを形成し、直径0.9 nm未満のイオンまたは分子が迅速に通過できるようにし、直径0.9nmを超えるイオンは完全に通過できることを発見しました。ブロックされました。このスクリーニング効果には、非常に正確なイオンサイズが必要なだけでなく、従来の濃度よりも数千倍速く拡散します。

理論的分析と分子シミュレーションを使用して、Wuhenganはグラフェンナノスケール高速イオンろ過のメカニズムを研究しました。コンピュータシミュレーション研究は、グラフェンとイオンの間の相互作用がイオンをナノスケールのチャネルに凝集させ、それがイオンの急速な拡散を促進することを示しました。この発見は、「イオンスポンジ効果」としても知られる実験結果の合理的な説明を提供します。

専門家は、フィルムの毛細管チャネルをさらに機械的に圧縮すると、水から塩を効率的にろ過できると述べています。これは、一杯の海水をほんの数分で飲料水に希釈できるフィルターを作ることは、もはや空想科学小説のシナリオではないことを意味します。

同じ時期に、「サイエンス」誌が研究を具体的にレビューし、発見によって酸化グラフェン薄膜が多くの分離用途で重要な意味を持つと信じていたと報告されています。たとえば、海水淡水化と浄化、センシング技術、エネルギー変換の分野で幅広いアプリケーションの見通しがあります。

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