6Å石墨烯毛细管膜

快水通量兼离子筛分

一种在原子尺度石墨烯毛细管中实现反常水分子门控的纳滤膜,能在低至10⁻² bar压力下开关水传输,兼顾极高离子截留与超快水通量。

Qian-Qian, Zhang · Gao, Bo · 张玲 · Liu, Xiaopeng · Jixiang, Cui · 曹亦俊 · Zeng, Hongbo · 许群 · Xinwei, Cui · 江雷 · 崔鑫炜

Nature Communications 2023

具体参数

离子扩散通量
{'zh': '1e-4', 'en': '1e-4'} mol m⁻² h⁻¹
水通量
{'zh': '45.4', 'en': '45.4'} L m⁻² h⁻¹
水传输开关压力
{'zh': '1e-2', 'en': '1e-2'} bar

技术优势

离子几乎不渗漏

6 Å毛细管在渗透压下将离子扩散抑制到约10⁻⁴ mol m⁻² h⁻¹,实现高效离子筛分。

水通量依旧超高

尽管孔径仅6 Å,水仍以45.4 L m⁻² h⁻¹高速通过,远超传统亲水膜在同等选择性下的通量。

低压即可开关

仅需10⁻² bar静水压就能切换水传输的开/关,赋予膜动态调控能力。

应用场景