埃级毛细管离子分离膜

同电荷相似水合离子分离

利用二维埃级毛细管中层状水的离子定位差异，实现对水合直径相近的同电荷离子的选择性分离，超越传统尺寸筛分机制。

Goutham, Solleti · Keerthi, Ashok · Ismail, Abdulghani · Bhardwaj, Ankit · Jalali, Hossein · You, Yi · Li, Yiheng · Hassani, Nasim · 王奉超 · Neek-Amal, Mehdi · Radha, Boya

Nature Nanotechnology 2023

技术优势

超越尺寸筛分

选择性来自离子在毛细管层状水中占据位置的不同，而不依赖水合离子直径差异，因此可分离水合直径相近的同电荷离子。

排除电荷效应

通道壁残余电荷极少，库仑排斥对选择性的贡献可忽略，保证分离机制主要由离子定位决定。

通用同一机制

该机制对阴离子和阳离子均适用，且离子定位取决于离子核尺寸，为设计广谱离子分离材料提供依据。

应用场景

• 离子分离膜：在现有膜分离系统中集成，提升同电荷相似水合离子分离精度。
• 二维材料器件：利用范德华组装的二维毛细管阵列，作为器件核心实现离子选择性传输。
• 水质净化：可选择性去除水中难以通过常规过滤分离的特定同电荷离子。
• 离子分离：为同电荷相似水合离子分离提供一种超越尺寸筛分的新原理。
• 纳米流体：在纳米限域环境中研究离子定位与传输，为纳米流体器件设计提供依据。