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蘇州大學(xué)靳健教授團(tuán)隊AFM:亞埃級精度石墨烯氧化物膜,實(shí)現(xiàn)高選擇性分子篩分
  發(fā)布日期:2025-08-20

在水溶液中進(jìn)行精確分子篩分對化工、制藥及生物加工等領(lǐng)域至關(guān)重要。盡管石墨烯氧化物(GO)膜憑借均勻的層間納米通道成為理想候選材料,但其層間距通常因π-π作用力而固定狹窄,難以實(shí)現(xiàn)分子尺寸的精準(zhǔn)篩分。現(xiàn)有調(diào)控策略(如金屬離子插層或響應(yīng)性聚合物)需依賴特定外部環(huán)境(溫度、電場等),操作復(fù)雜且穩(wěn)定性不足,嚴(yán)重阻礙了實(shí)際應(yīng)用。此外,GO膜脫水后層間距不可逆收縮、長期存儲性能衰減及機(jī)械強(qiáng)度不足等問題長期未被解決。

蘇州大學(xué)靳健教授、中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所高守建副研究員團(tuán)隊提出一種創(chuàng)新策略:通過插層水合海藻酸鈣(CaAlg)到GO膜中,利用其水合鏈自發(fā)伸展特性,實(shí)現(xiàn)了層間距的亞埃級(<1?)精密調(diào)控。CaAlg插層GO膜(CaAlg-I-GO)的層間距可在6.84–10.73 ?范圍內(nèi)線性調(diào)節(jié),對有機(jī)分子的截留率高達(dá)99%,并展現(xiàn)超高選擇性(分子尺寸差1.9 nm時選擇性達(dá)463)。該膜脫水后可快速恢復(fù)層間距,長期存儲性能穩(wěn)定,且因Ca2?與GO形成配位鍵,抗拉強(qiáng)度提升至410 MPa,在錯流過濾中表現(xiàn)出卓越穩(wěn)定性。相關(guān)論文以“Sub-1 ? Precision Tuning Interlayer Spacing of Robust Graphene Oxide Membranes for High-Selectivity Molecular Sieving”為題,發(fā)表在Advanced Functional Materials 上,論文第一作者為Shen Tong。

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