原子薄石墨烯水管

在一个碳原子的高度,石墨烯毛细血管由一个国际研究小组的研究可能是微小的管道。渠道很窄,只有水分子——但即使是最小的盐离子通过。扩大,它们可能是理想的海水淡化膜。

“我们想模仿天然蛋白质通道称为水通道蛋白的大小,控制水的运动通过细胞壁,“说罗陀博雅英国曼彻斯特大学的领导一起工作石墨烯的发现者安德烈·海姆。

水通道蛋白的沙漏形状,在最窄的地方,只有单个水分子一样宽——这意味着他们阻止一切。但让自动缩小管道合成材料已被证明具有挑战性。海姆的团队此前6高毛细血管。但许多溶剂化离子直径约7。通过挤压他们的溶解壳,他们可以通过渠道没有多少阻力。

我们减少大小的两倍,它已成为完全不透水,即使是最小的盐——我们达到临界规模,“海姆说。

膜是由几个单层石墨烯,像柱子一样夹在两个原子级光滑的石墨或氮化硼晶体。因此晶体之间的空间是一个碳原子的高度,3.4左右。每个毛细管宽约130海里,几个微米长。

即使是很小的水合离子是钾、钠、氯太大适合通过通道。只有氢离子(质子)可以穿过细胞膜,进一步证明了质子以不同的方式移动到其他离子,从一个水分子由跳跃到下一个。

但是材料是有趣的还有另一个原因:当水被挤到一个原子层,,说一些很奇怪的东西继续海姆。

平的水完全不同的结构其散装,博雅说。它变得更加结构化,形成阶段以前称为广场冰。它失去了它的介电性能,通常使水这么好的溶剂,变得几乎non-polarisable。

是激动人心的一项研究,帮助的理解分子运输规模的理论限制,单原子,膜研究员说Wanqin金从南京理工大学在中国。本研究的见解会对膜分离,电池和bio-fluids。”

一个升级版的膜可用于海水淡化——从咸或被污染的饮用水供应。与大小排斥膜过滤效率更高而不是常见的反渗透膜(用于大多数海水淡化厂),“博雅解释道。

但切赫Kral研究流体运动的石墨烯纳米孔在芝加哥伊利诺伊大学,我们不认为海水淡化是最明显的应用程序。在这种材料,水不能通过非常快,太封闭,太粘稠,”他说。

的质子转移,然而,是独一无二的,”Kral仍在继续。你可以半透膜,将对双方的比例平衡质子但不会通过任何离子——我甚至不认为这种膜存在。