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科学家们已成功利用二维材料组装成了具有最小人造孔的海水脱盐装置,允许直径大于其缝隙本身的离子通过,打破了传统观念,为制造高通量水脱盐膜铺垫了道路。
曼彻斯特大学国家石墨烯研究所(NGI)的研究人员成功地在一个尺寸仅为几埃(0.1nm)的新型膜片上制造了小尺寸的狭缝。这使得能够研究各种离子究竟如何通过这些微小的孔。
这些狭缝由石墨烯、六方氮化硼(hBN)和二硫化钼(MoS2)制成,并且令人惊奇的是,它允许直径大于其自身尺寸的离子发生渗透。这种尺寸排阻研究有利于更好地了解类似规模的生物过滤器如水通道蛋白的工作机理,从而有助于开发用于海水脱盐和相关技术的高通量过滤器。
对于对流体及其过滤行为感兴趣的科学家来说,可控地制造尺寸接近小离子和单个水分子的毛细管是一个终极但看似遥远的目标。
研究人员一直在试图模拟自然发生的离子运输系统,但事实证明这是不容易的。使用标准技术和常规材料制造的通道不幸受到材料表面固有粗糙度的限制,其尺寸通常比小离子的水合直径大至少十倍。
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