Эффект ионного экранирования тонкой пленки оксида графена

Ухенган, профессор Университета науки и технологий Китая, работал с лауреатом Нобелевской премии Андели Хайму, профессором Манчестерского университета в Соединенном Королевстве, чтобы обнаружить, что пленки оксида графена обладают свойствами прецизионных и быстрых ионов. скрининг. Результаты были недавно опубликованы в журнале Science.

Согласно отчету, поверхность графена изначально была отторгнута водой, но после погружения в воду капиллярный канал в пленке графена позволил быстро проникнуть воде. Исследователи обнаружили, что пленка оксида графена в водной среде взаимодействует с водой, образуя капиллярный канал шириной около 0,9 нм, позволяющий быстро проходить ионам или молекулам диаметром менее 0,9 нм, в то время как ионы диаметром более 0,9 нм полностью исчезают. заблокирован. Этот экранирующий эффект не только требует очень точного размера ионов, но также распространяется в тысячи раз быстрее, чем при традиционной концентрации.

Используя теоретический анализ и молекулярное моделирование, Ухенган изучил механизм графеновой наноразмерной фильтрации быстрых ионов. Исследования компьютерного моделирования показали, что взаимодействие между графеном и ионами заставляет ионы агрегировать в наноразмерных каналах, что способствует быстрой диффузии ионов. Это открытие дает разумное объяснение экспериментальным результатам, известным также как «эффект ионной губки».

Эксперты говорят, что дальнейшее механическое сжатие капиллярных каналов в пленках эффективно отфильтрует соль из воды. Это означает, что создание фильтра, который может за считанные минуты разбавить стакан морской воды до питьевой, больше не является сценарием научной фантастики.

Сообщается, что в тот же период журнал "Science" специально рассмотрел это исследование и полагал, что открытие сделало тонкие пленки оксида графена важными для многих приложений разделения. Например, он имеет широкие перспективы применения в областях опреснения и очистки морской воды, сенсорных технологий и преобразования энергии.

Страница содержит содержимое машинного перевода.