记者3月13日从中科大获悉，该校吴恒安教授、王奉超博士与诺贝尔物理奖获得者英国曼彻斯特大学安德烈·海姆教授课题组合作，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。该成果日前刊发在权威期刊《科学》上。这一筛选效应的发现，意味着制造一个几分钟内将一杯海水淡化成饮用水的过滤装置，已不再是科幻场景。

石墨烯以其独特的力学和电学特性，被称为“神奇材料”。安德烈·海姆教授因在石墨烯材料开发领域“突破性研究”，获得2010年诺贝尔物理学奖。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。石墨烯表面本来是排斥水的，这一作用如同荷叶排斥停留在上面的水滴一样，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。此前，吴恒安教授曾在英国曼彻斯特大学做访问学者，针对氧化石墨烯薄膜独特的隔气透水性质与实验科学家们一起开展了合作研究，成果刊发于2012年1月出版的《科学》上。

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，允许直径小于0.9纳米的离子或分子快速通过，而直径大于0.9纳米的离子被完全阻隔。该筛选效应不仅对离子尺寸要求非常精准，而且要比传统的浓度扩散快上千倍。吴恒安教授课题组的主要贡献，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，从而促进了离子的快速扩散。这一成果在海水淡化与净化、传感技术以及能源转换等领域，具有广阔应用前景。（记者 桂运安）

2014年03月14日 安徽日报