日前，浙江农林大学理学院博士陈亮以第一作者在世界顶级学术期刊《自然》杂志上发表学术论文。论文提出并实现了用水合离子自身精确控制石墨烯膜的层间距，展示了其出色的离子筛分和海水淡化性能。

石墨烯是由碳原子形成的蜂窝状平面薄膜，是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。石墨烯在能源、材料、电子、生物、医药等领域展现出巨大的应用价值，也是构筑高性能分离膜的理想材料，成为近年来膜领域的研究热点。石墨烯膜用于离子筛分和海水淡化一直面临巨大挑战：对像纸一样的石墨烯纳米片，要精确“装订”成石墨烯膜，保证其层间距固定并精确到1/10纳米这么小的尺度，非常困难。更具挑战的是，石墨烯膜在水溶液中还会发生溶胀导致分离性能严重衰减。

陈亮及其团队的研究工作，证明了离子与石墨烯片层内芳香环结构之间存在水合离子-π相互作用。这种作用像“桥墩”一样支撑石墨烯片层，精确控制了石墨烯膜的层间距，而不同大小的水合离子相当于不同大小的“桥墩”，进而对应于不同的层间距。对于具有最小水合直径的钾离子，由于钾离子的水合层较弱，进入石墨烯膜后水合层发生形变，导致特别小的层间距。这样，经过钾离子溶液浸泡的石墨烯膜能阻止水合钾离子自身的进入，有效截留盐溶液中包括钾离子本身在内的所有离子，同时还能维持水分子通过，实现一边是离子溶液一边是纯水的水处理效果。该研究不仅为石墨烯膜的设计制备提供了理论与技术指导，也为其他二维材料在分离膜领域的研究开辟了新思路。

http://www.greentimes.com/green/news/kejiao/gxzd/content/2017-11/01/content_366918.htm 《中国绿色时报》：2017.11.1