鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1542次 | 2018年05月21日
氧化石墨烯薄膜離子篩選效應(yīng)
日前從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校教授吳恒安與諾獎(jiǎng)得主、英國(guó)曼徹斯特大學(xué)教授安德烈·海姆合作,發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯薄膜具有精密快速篩選離子的性能。相關(guān)成果近期發(fā)表于《科學(xué)》雜志。
據(jù)介紹,石墨烯表面本來是排斥水的,但浸入到水中后,石墨烯薄膜里的毛細(xì)通道卻允許水的快速滲透。此次研究人員發(fā)現(xiàn),水環(huán)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(xì)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(yīng)不僅對(duì)離子尺寸要求非常精準(zhǔn),而且要比傳統(tǒng)的濃度擴(kuò)散快上千倍。
吳恒安課題組用理論分析和分子模擬方法,研究了石墨烯納米通道快速過濾離子的機(jī)理。計(jì)算機(jī)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(jìn)了離子的快速擴(kuò)散。這一發(fā)現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出了合理的解釋,也被稱為“離子海綿效應(yīng)”。
相關(guān)專家表示,如果通過機(jī)械手段進(jìn)一步壓縮薄膜中的毛細(xì)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(gè)在幾分鐘內(nèi)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(chǎng)景。
據(jù)悉,同期《科學(xué)》雜志專門對(duì)該研究進(jìn)行了展望評(píng)述,認(rèn)為該發(fā)現(xiàn)使氧化石墨烯薄膜在眾多分離應(yīng)用中具有重要意義,例如在海水淡化與凈化、傳感技術(shù)以及能源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
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