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  近日，中國(guó)石油大學(xué)（華東）理學(xué)院燕友果副教授研究成果“對(duì)映分子在多層石墨烯納米通道中的選擇性輸運(yùn)”(Enantioselective Molecular Transport in Multilayer Graphene Nanopores)和“一種超高水滲透率的類石墨烯海水淡化膜”(A graphene-like membrane with ultrahigh water flux for desalination)，分別被Nano Letters和Nanoscale刊發(fā)。

  發(fā)表在Nano Letters的論文為燕友果副教授在美國(guó)訪學(xué)期間與伊利諾伊州立大學(xué)芝加哥分校Petr Král教授合作研究成果，燕友果副教授和李文博士為論文共同第一作者，Král教授為通訊作者，中國(guó)石油大學(xué)（華東）為論文第一署名單位。

  石墨烯納米孔在氣體分離、海水淡化及分子識(shí)別通道等方面受到廣泛關(guān)注。已有研究多集中于單層石墨烯納米孔的研究，關(guān)注于納米孔的尺寸、形狀及邊緣官能團(tuán)修飾等對(duì)分子和離子的識(shí)別作用。燕友果副教授借鑒生物通道的特征（具有一定的長(zhǎng)度、多個(gè)官能團(tuán)參與識(shí)別），在單層石墨烯納米孔基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了多層石墨烯通道，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)了手性通道。此設(shè)計(jì)將納米通道的識(shí)別從二維升級(jí)到三維。研究結(jié)果表明，相比二維通道，三維通道展現(xiàn)出更強(qiáng)的離子選擇性，同時(shí)旋轉(zhuǎn)的手性通道也實(shí)現(xiàn)了對(duì)映分子的選擇性輸運(yùn)。這對(duì)于選擇性納米通道的功能設(shè)計(jì)具有一定的借鑒和參考價(jià)值。Nano Letters兩位評(píng)審專家對(duì)該科研成果給予充分肯定，認(rèn)為帶來(lái)了很多新奇的思想和設(shè)計(jì)，第一次揭示了多層石墨烯納米通道的新性質(zhì)，相信將激發(fā)一系列新的理論和實(shí)驗(yàn)工作。

  發(fā)表在Nanoscale的論文為燕友果副教授所在課題組與新加坡Loh Kian Ping教授課題組的合作成果。燕友果和王文森碩士為共同第一作者，張軍教授與Loh教授為通訊作者，中國(guó)石油大學(xué)（華東）為論文第一署名單位。

  在海水淡化應(yīng)用中，當(dāng)前的反滲透膜能夠?qū)崿F(xiàn)較好地排鹽，但膜的厚度較大，大大降低了海水的分離效率且能耗較高。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)原子層厚度的納米多孔膜能夠極大地提高水流，通過(guò)控制亞納米尺寸的孔徑可以實(shí)現(xiàn)有效排鹽。但如何實(shí)現(xiàn)高密度、尺寸均勻的亞納米孔制備成為目前亟待解決的問(wèn)題。2017年1月，新加坡國(guó)立大學(xué)Loh教授課題組成功合成two-dimensional conjugated aromatic polymer (2D-CAP)膜，該膜具有高密度、規(guī)則排列的亞納米孔，在海水淡化中展現(xiàn)出潛在優(yōu)勢(shì)。兩課題組通過(guò)合作，采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法研究了該2D-CAP多孔膜的鹽水分離性能。結(jié)果表明2D-CAP膜具有優(yōu)異的排鹽能力并展現(xiàn)出超高的水滲透率，相比目前的商業(yè)反滲透膜提高了3個(gè)數(shù)量級(jí)，是已有報(bào)道具有最好排鹽性能的單層MoS2膜的3倍。該科研成果為下一代脫鹽膜材料提供了一種高性能超薄膜。Nanoscale審稿人對(duì)該成果給予高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為“與目前的反滲透技術(shù)相比，這項(xiàng)研究成果有可能發(fā)展新的海水過(guò)濾方法，相信其提供的高密度亞納米孔，將在分離和過(guò)濾技術(shù)方面激發(fā)一系列潛在的新應(yīng)用。

  燕友果副教授所在的材料多尺度模擬課題組致力于氣體分離、海水淡化、生物膜傳質(zhì)以及微納尺度油氣滲流等研究工作，近年來(lái)已經(jīng)在JPCC、Langmuir、Energy、Carbon、Nanoscale、JPCL等國(guó)際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文50余篇。

  Nano Letters和Nanoscale是納米科技和材料研究領(lǐng)域的國(guó)際權(quán)威期刊，2017年影響因子分別為12.712、7.367。

  論文鏈接：

http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.7b02846

http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/nr/c7nr07193k#!divAbstract