Efecto de pantalla de iones de la película delgada de óxido de grafeno

Wuhengan, profesor de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, ha trabajado con la ganadora del Premio Nobel Andelie · haimu, profesora de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, para descubrir que las películas de óxido de grafeno tienen las propiedades de precisión y rapidez de iones. poner en pantalla. Los resultados se publicaron recientemente en la revista Science.

Según el informe, la superficie de grafeno originalmente era agua rechazada, pero después de la inmersión en el agua, el canal capilar en la película de grafeno permitió una rápida penetración del agua. Los investigadores encontraron que la película de óxido de grafeno en el entorno acuático interactúa con el agua para formar un canal capilar de aproximadamente 0,9 nm de ancho, lo que permite que los iones o moléculas de menos de 0,9 nm de diámetro pasen rápidamente, mientras que los iones de más de 0,9 nm de diámetro son completamente obstruido. Este efecto de cribado no solo requiere un tamaño de ión muy preciso, sino que también se propaga miles de veces más rápido que la concentración tradicional.

Utilizando análisis teóricos y simulación molecular, Wuhengan estudió el mecanismo de filtración iónica rápida a nanoescala de grafeno. Los estudios de simulación por computadora han demostrado que la interacción entre el grafeno y los iones hace que los iones se agreguen en canales a nanoescala, lo que promueve la rápida difusión de iones. Este descubrimiento ofrece una explicación razonable de los resultados experimentales, también conocido como "efecto de esponja de iones".

Los expertos dicen que una mayor compresión mecánica de los canales capilares en las películas filtraría eficientemente la sal del agua. Esto significa que hacer un filtro que pueda diluir un vaso de agua de mar en agua potable en cuestión de minutos ya no es un escenario de ciencia ficción.

Se informa que durante el mismo período, la revista "Science" revisó específicamente el estudio y creía que el descubrimiento hizo que las películas delgadas de óxido de grafeno tuvieran un significado importante en muchas aplicaciones de separación. Por ejemplo, tiene amplias perspectivas de aplicación en los campos de la desalinización y purificación de agua de mar, la tecnología de detección y la conversión de energía.

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