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中英科學(xué)家石墨烯研究取得突破 有望快速將海水淡化成飲用水
中央政府門戶網(wǎng)站 www.nakedoat.com 2014-03-13 12:30 來源: 新華社
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新華社合肥3月13日電(記者徐海濤)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授吳恒安、博士王奉超與諾貝爾物理學(xué)獎得主、英國曼徹斯特大學(xué)安德烈·海姆教授課題組合作,近期在石墨烯材料研究方面取得突破,有望實現(xiàn)海水的迅速淡化與凈化。 

石墨烯以獨特的力學(xué)和電學(xué)特性被稱為“神奇材料”,但其與水的相互作用卻讓人困惑:石墨烯表面排斥水,但浸入到水中的石墨烯薄膜毛細通道卻允許水快速滲透。

中國科技大學(xué)近代力學(xué)系教授吳恒安與英國曼徹斯特大學(xué)學(xué)者長期合作研究,最新發(fā)現(xiàn)表明,水環(huán)境中的氧化石墨烯薄膜與水相互作用后,會形成約0.9納米寬的毛細通道,允許直徑更小的離子或分子快速通過,而直徑大于0.9納米的離子被完全阻隔。也就是說,氧化石墨烯薄膜具有“快速精密篩選離子”的性能。

吳恒安教授課題組采用理論分析和分子模擬方法,研究了石墨烯納米通道快速過濾離子的機理。他們的計算機模擬研究表明,石墨烯與離子之間的相互作用使離子在納米通道中聚集,從而促進了離子的快速擴散。這一發(fā)現(xiàn)合理解釋了實驗結(jié)果,也被稱為“離子海綿效應(yīng)”。

專家稱,如果通過機械手段進一步壓縮薄膜中的毛細通道尺寸,將能高效率地過濾海水中的鹽分。這意味著制造一個幾分鐘內(nèi)可將一杯海水淡化成飲用水的過濾裝置,有望成為現(xiàn)實。

日前,國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》刊登了這項研究成果,并展望評述認為,氧化石墨烯薄膜在眾多分離應(yīng)用中具有重要意義,比如在海水淡化與凈化、傳感技術(shù)以及能源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域,具有廣闊的應(yīng)用前景。

責(zé)任編輯: 郭曉婷
 
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