“多面手”石墨烯和水的那些事儿

石墨烯以其所具有的诸多独特性能被称为“神奇材料”（wonder material）。近日，有关这种神奇材料-石墨烯的报道是它与水接触后发生的离奇故事。

石墨烯本身是疏水性的，即它排斥水。但最新的一项研究表明：当将其浸入到水中后，石墨烯薄膜里的毛细通道却允许水快速渗透。石墨烯这种离奇的性能很快引起了学术界和一些对水过滤器及海水淡化技术感兴趣的企业的广泛关注。由曼彻斯特大学Rahul Nair博士和Andre Geim教授主导的这项研究成果已发布在2014年2月14日的《科学》杂志上。

研究人员这样解释这种现象：水环境中的氧化石墨烯薄膜与水相互作用后，会形成约0.9nm宽的毛细通道，它允许直径更小的离子或分子快速通过，而直径大于0.9nm的粒子被完全阻隔。也就是说，氧化石墨烯薄膜在水中具有了“快速精密筛选离子”的性能。

研究人员称，如果通过机械手段进一步压缩薄膜中的毛细通道尺寸，将能高效率地过滤海水中的盐分。这意味着制造一个几分钟内可将一杯海水淡化成饮用水的过滤装置有望成为现实。

中国科学院吴恒安教授课题组参与了该项目的研究，吴教授课题组主要承担石墨烯纳米通道过滤机理的理论分析和分子模拟工作。他们的计算机模拟研究表明：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。这一发现合理解释了实验结果，也被称为“离子海绵效应”。

关于吴恒安：

吴恒安，1975年7月出生于湖北省黄冈市红安县。1997年7月获得中国科技大学理论与应用力学学士学位，1998年7月获得中国科技大学计算机软件学士（双）学位，2002年6月获得中国科技大学固体力学博士学位，同年获中国科学院院长奖。2002年8月-2004年2月在新加坡国立大学机械工程系做博士后研究员，2004年2月任中国科技大学工程科学学院近代力学系副教授，2010年6月晋升教授。曾获得2014年度安徽省杰出青年科学基金。主讲本科生<<材料力学>>课程和<<计算力学基础>>课程（省级精品课程），研究领域包括：[1]“微纳米力学”[2]“计算力学数值方法及其在工程中的应用”。曾在香港大学、美国普渡大学、英国曼彻斯特大学进行合作研究。已发表被SCI收录学术论文40余篇，被SCI他引500余次。

译自：http://www.graphene.manchester.ac.uk/news-and-events/?archive=twelvemonths&id=11561

本文版权属研发埠所有，如需转载请注明出处！