「我們學校的老師在石墨烯材料上有了新的研究突破，研製出來的石墨烯膜可以將海水過濾成淡水。」近日，浙江農林大學的一位老師在朋友圈更新了一條狀態，立馬引來了無數點讚。這個新科研成果還在10月9日登上了世界頂級學術期刊《自然》雜誌。
讓石墨烯材料用於水處理
近10多年來，作為目前世界上最薄的材料，石墨烯一直是材料界的當紅「炸子雞」，而石墨烯膜用於離子篩分和海水淡化一直面臨巨大挑戰：對像紙一樣的石墨烯納米片，要精確「裝訂」成石墨烯膜，保證其層間距固定並精確到十分之一納米，非常困難。
「更具挑戰的是，石墨烯膜在水溶液中還會發生溶脹，導致分離性能嚴重衰減。」浙江農林大學老師陳亮說，他與他的團隊的研究工作，證明了離子與石墨烯片層內芳香環結構之間存在水合離子- 相互作用。「這種作用像 橋墩 一樣支撐石墨烯片層，精確控制了石墨烯膜的層間距，而不同大小的水合離子相當於不同大小的 橋墩 ，進而對應於不同的層間距。」對於具有最小水合直徑的鉀離子，由於鉀離子的水合層較弱，進入石墨烯膜後水合層發生形變，導致特別小的層間距。這樣，經過鉀離子溶液浸泡的石墨烯膜能阻止水合鉀離子的進入，有效截留鹽溶液中包括鉀離子在內的所有離子，同時還能維持水分子通過，實現一邊是離子溶液一邊是純水的水處理效果。
簡單點說，就是陳亮團隊科研出來的石墨烯膜，可以將海水過濾成淡水。
為相近領域開發提供新思路
陳亮告訴記者，石墨烯是由碳原子形成的蜂窩狀平面薄膜，是目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料。石墨烯因其獨特的二維結構，擁有諸多突出的物理化學性質，在能源、材料、電子、生物、醫藥等領域展現出巨大的應用價值，也是構築高性能分離膜的理想材料，成為近年來膜領域的研究熱點。
「膜分離是一種新型的分離技術，與傳統技術相比，具有節能、高效、操作簡單等特點，受到學術界與工業界的廣泛關注，開發高性能膜材料是實現高效膜分離的關鍵。」陳亮介紹，他的這個研究解決了氧化石墨烯膜在水處理、離子/分子分離以及電池/電容等前沿研究領域中的重大難題，為其進一步應用提供了重要的理論和實驗基礎。陳亮博士及其研究團隊還將相關研究成果，申請了相應的國際、國內發明專利，不僅為石墨烯膜的設計製備提供了理論與技術指導，也為其他二維材料在分離膜領域的研究開闢了新思路。
(原標題：這種石墨烯膜能將海水過濾成淡水)
本文來源：青年時報 責任編輯： 王曉易_NE0011