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中国日报7月17日电(记者 李梦涵)在二维资料片层之间的限域空间中,水的冻住温度会产生改动,远低于0℃。中国科学院理化技能研讨所王健君、薛涵团队联合香港城市大学曾晓成教授团队、北京师范大学方维海院士与朱重钦教授团队等多家单位,使用这一纤细却要害的“冰点差异”,原创提出限域水/冰介导的“单体分子拼装—高分子聚合固化时标别离”新办法,选用“先拼装控距、后聚合固距”的两步调控机制,破解了氧化石墨烯膜在水环境中“通量、选择性、安稳性”难以兼得的难题,发展出一种安稳和调控二维片层-高分子复合膜资料亚纳米通道的全新战略,进一步完成了对水合直径差异小于0.1Å的铷离子/钾离子的有用别离。相关效果于2026年7月15日发表于《天然》。
团队立异思路,奇妙使用膜层间限域水与膜外体相水的冰点差异,将本来彼此耦合、难以独立操控的单体拼装与聚合固化进程在时刻上别离,构成“先拼装控距、后聚合固距”的两步调控机制,同步完成氧化石墨烯膜层距离操控和通道结构安稳,从而使膜资料坚持水分子快速传输和离子准确别离的特性。
依托这一时标别离办法,进一步完成了高分子支柱的分区可控成长。该办法不只适用于多巴胺,还能够适配于丙烯酰胺、多元胺-多元酸等能在限域空间内拼装交联的分子系统,具有十分杰出通用性。研讨团队还结合很多试验与多标准理论核算,提醒了纳米限域下分子拼装、聚合固化及层距离调控的微观机制。
该作业不只供应了一种使用限域水相变完成反响进程时标别离的新方案,也为二维片层复合膜别离资料的结构调控和功能优化供应了新的理论与试验根底。
从“水结冰”这一常见现象动身,研讨团队拓荒了一条全新的资料精细制作途径。这项效果标志着我国在二维膜别离资料范畴获得重要打破,有望为处理水资源缺少和要害矿产资源供应问题供应新的处理方案。