元素百科介绍中国科学家成功实现氧化石墨烯膜的离子筛选。10月9日，浙江农林大学理学院陈梁博士在《自然》杂志上发表了一篇题为《氧化石墨烯膜的离子筛选通过阳离子控制层间距实现》的学术论文。
本文提出并实现了水合离子本身对石墨烯膜层间距的精确控制，显示了其优异的离子筛分和海水淡化性能，并阐述了上海光源X射线散射（BL16B1）和精细吸收谱（BL14W1）的理论计算。相关研究结果解决了水处理、离子/分子分离、电池/电容等前沿研究领域氧化石墨烯膜的重大问题，为其进一步应用提供了重要的理论和实验基础。陈亮博士及其研究团队还申请了相应的国际和国内发明专利。
据报道，石墨烯膜用于离子筛分和海水淡化一直面临着巨大的挑战：对于像纸一样的石墨烯纳米片，很难准确地“装订”成石墨烯膜，以确保其层间距固定到纳米尺度的十分之一；更具挑战性的是，石墨烯膜在水溶液中也会膨胀，导致分离性能严重下降。
陈亮及其团队的研究证明了离子与石墨烯片层芳香环结构之间存在水合离子-π相互作用。这种作用支撑石墨烯片层像“墩”，准确控制石墨烯膜的层间距，不同尺寸的水合离子相当于不同尺寸的“墩”，然后对应于不同的层间距。对于水合直径最小的钾离子，由于钾离子水合层较弱，进入石墨烯膜后水合层变形，导致层间距特别小。
这样，用钾离子溶液浸泡的石墨烯膜可以防止水合钾离子本身的进入，有效地拦截盐溶液中所有的离子，包括钾离子本身，并保持水分子通过，从而达到离子溶液和纯水的水处理效果。 该研究不仅为石墨烯膜的设计和制备提供了理论和技术指导，也为分离膜领域其他二维材料的研究开辟了新的思路。
