6月14日， Science (《科學(xué)》)在線發(fā)表了武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院在納米孔過(guò)濾薄膜領(lǐng)域的最新研究成果。論文題為“Large-area graphene-nanomesh/carbon-nanotube hybrid membranes for ionic and molecular nanofiltration”（《大面積石墨烯納米篩/碳納米管薄膜在離子和分子納濾中的應(yīng)用研究》），第一署名單位為武漢大學(xué)，武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院2014級(jí)博士生楊雁冰和2015級(jí)碩士生楊向東為共同第一作者，武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院袁荃教授、加州大學(xué)洛杉磯分校段鑲鋒教授為通訊作者。
單原子層厚的納米多孔二維材料是構(gòu)建超薄、高效分離膜的理想材料。然而，將原子層厚的二維材料應(yīng)用于實(shí)際分離研究面臨著兩方面的難題：一是如何制備具有優(yōu)異機(jī)械強(qiáng)度和柔性的大面積無(wú)裂縫納米孔二維薄膜；二是如何在薄膜內(nèi)部引入高密度均一孔徑分布的亞納米孔，實(shí)現(xiàn)水分子的高效選擇性通過(guò)和溶質(zhì)分子的有效截留。
這項(xiàng)研究首次報(bào)道了一種具有優(yōu)異機(jī)械性能的大面積石墨烯納米篩/碳納米管薄膜，具有高的水滲透率、離子和分子截留率以及優(yōu)異的抗污染性能。此項(xiàng)研究克服了二維材料在實(shí)際分離領(lǐng)域的局限性，是將二維材料推向?qū)嶋H分離應(yīng)用的關(guān)鍵一步，代表了二維材料和碳納米材料分離薄膜發(fā)展過(guò)程中的里程碑式突破。
石墨烯納米篩/碳納米管納濾膜選擇性分離示意圖
該研究受到了科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“納米科技”重點(diǎn)專項(xiàng)青年項(xiàng)目（2017YFA0208000）、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（21675120）、中組部“萬(wàn)人計(jì)劃”青年拔尖人才支持計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。
論文鏈接：https://science.sciencemag.org/content/364/6445/1057?tdsourcetag=s_pctim_aiomsg
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