中英科研團隊利用石墨烯高效過濾海水鹽分

【摘要】近日，中英科學(xué)家聯(lián)手在石墨烯的功能研究方面取得突破性進展，他們發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯薄膜具有精密快速篩選離子的性能，能高效過濾海水的鹽分。

    舀起一杯海水，開懷暢飲，這樣的場景也許不再遙遠。近日，中英科學(xué)家聯(lián)手在石墨烯的功能研究方面取得突破性進展，他們發(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)成果發(fā)表在最新出版的國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。

    石墨烯因其非比尋常的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、勝過鋼鐵數(shù)十倍的強度、極好的透光性等優(yōu)點，引得無數(shù)科學(xué)家“競折腰”。石墨烯與水之間“若即若離”的關(guān)系，更令科學(xué)家著迷。石墨烯表面本來是排斥水的，但將它浸入水中，遍布其全身的“毛細血管”則允許水分子自由進出，這一現(xiàn)象引起了中國科技大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院吳恒安教授研究團隊的注意。他們與諾獎得主、英國曼徹斯特大學(xué)教授安德烈·海姆課題組通力合作，用理論分析和分子模擬的方法，探尋其中的機理。

    研究發(fā)現(xiàn)，水環(huán)境中的氧化石墨烯薄膜與水親密接觸后，會形成約0.9納米寬的通道，小于這一尺寸的離子或分子可以快速通過；同時，“大個頭”則被擋在了門外。該篩選效應(yīng)不僅對離子尺寸要求非常精準，而且比傳統(tǒng)的濃度擴散快上千倍。

    專家稱，如果通過機械手段進一步壓縮和改造薄膜中的通道尺寸，能高效過濾海水的鹽分。這意味著人們在極端情況下求生時，能夠DIY出一套簡易的過濾裝置，幾分鐘內(nèi)將海水淡化成汩汩清流。