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四川金中德科学技术研究院:Nature-纳孔石墨烯

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  • 发布时间: 2023-12-14

单层石墨烯具有纳米尺度孔隙、原子级厚度和显著的力学性能,为离子和分子分离、储能和电子学提供了广泛应用机会。在很大程度上,因为这些应用性能依赖于纳米孔的尺寸,所以希望精确地设计并制造具有窄尺寸分布的合适纳米孔尺寸。然而,传统自上而下的制备过程,通常产生具有长尾的对数正态分布,特别是在亚纳米尺度。此外,在本质上,纳米孔的尺寸分布和密度相互关联,进而需要两者之间的权衡,这大大限制了应用。

今日,美国 麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)Jiangtao Wang,Jing Kong等,澳大利亚墨尔本大学(The University of Melbourne)Chi Cheng(一作)等,在Nature上发文,报道了一种级联压缩cascaded compression方法,用以缩小具有左偏态skewness和超小尾部偏差纳米孔尺寸分布,同时在每个压缩循环中,增加了纳米孔密度。
纳米孔形成过程,可分成为许多小步骤,在每个小步骤中,通过收缩和膨胀组合,用以压缩所有现有纳米孔的尺寸分布,并且在膨胀的同时,产生了一批新纳米孔,进而增加了每个循环的纳米孔密度。研究表明,在单层石墨烯中,获得了具有左偏态、短尾尺寸分布的高密度纳米孔,并显示了离子和分子的超快和埃米级尺寸可调的选择性传输,打破了传统的对数正态尺寸分布限制。
该项方法,独立控制生成纳米孔的几项参数指标,包括密度、平均直径、标准偏差和尺寸分布的偏度值,这将产生纳米技术的下一次飞跃。

Nature-纳孔石墨烯01


图1:在单层石墨烯中,纳米孔产生的压缩循环示意图。

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图2:纳米孔的表征和级联压缩模型的验证。

Nature-纳孔石墨烯03


图3:基于分离纳米孔尺寸分布和密度,溶剂渗透和超快纳米过滤。

Nature-纳孔石墨烯04


图4:高度可调和选择性溶质渗透超过对数正态极限。

 

小编:四川金中德科学技术研究院

 来源:高功能薄膜

本文网址: https://www.jzdyjy.com/notice/316.html

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