近日，中科大材料力学行为和设计重点实验室与英国曼彻斯特大学安德烈·海姆(AndreGeim，2010年诺贝尔物理奖获得者)教授课题组合作，在氧化石墨烯薄膜快速筛选离子研究方面取得突破性进展。此研究成果意味着制造一过滤装置，在几分钟内将一杯海水淡化成饮用水不再是梦。

石墨烯以其独特的力学和电学特性被称为“神奇材料”，然而，石墨烯与水之间的相互作用机理却并不为人们所熟知。石墨烯表面是疏水的，但浸入到水中的石墨烯薄膜里的毛细通道却允许水的快速渗透。最新研究表明，水环境中的氧化石墨烯薄膜在水合作用下会形成约0.9纳米宽的毛细通道，可以阻止水合半径大于0.45纳米的离子或分子通过。该筛选效应不仅对离子尺寸要求非常精准，而且要比经典的浓度扩散快上千倍。这些发现在海水淡化与净化、传感技术以及能源转换等领域具有广阔的应用前景。

记者了解到，中科大吴恒安教授课题组在该项工作中做出的主要贡献是，用理论分析和分子模拟研究了石墨烯纳米通道快速过滤离子的机理。他们的计算机模拟工作表明，石墨烯与离子之间的相互作用使离子在纳米通道中聚集，从而形成了更高的浓度梯度。这一发现对实验结果给出了合理的解释，也被称为“离子海绵效应”。（记者胡霈霖）

2014-03-14 安徽商报