中国科学院何建宁 使用生物传感纳米通道膜筛选金属离子(辛伟文图像)
学分:中国科学院 锂是一种能源关键元素，已成为地缘政治上的重要资源
然而，锂的供应可能不足以满足不断增长的需求
因此，科学家们正在寻找提取锂离子的新方法
离子选择性膜已经在电渗析技术中广泛用于水处理和离子筛选
然而，常规膜显示出低且无用的Li+选择性，使得它们不足以满足工业要求
中国科学家最近在生物传感材料的制备和应用方面取得了进展，这种材料能够实现受控的离子传输和筛选，特别是用于锂离子提取
这项工作发表在《物质》杂志上，由教授完成
中国科学院物理与化学技术研究所的温丽萍团队
北京航空航天大学张团队
在这项研究中，科学家使用纳米纤维，如来自天然丝和聚乙烯亚胺的纳米纤维，来装饰二维纳米片
受自然界生物结构的启发，二维纳米片一层一层地自组装，形成类似珍珠层的堆叠结构
复合膜作为一个具有相反电荷和不对称纳米通道的离子门异质结
更详细地说，复合膜显示出比其他报道的材料和天然珍珠质结构更高的韧性
该膜还能够有效控制层间间距，并实现稳定的有序纳米结构
粉瘤
由纳米纤维和纳米片形成的典型的砖-灰浆结构在溶液中显示出长时间的使用
同时，受限脱水和电荷排斥效应使Li+快速通过复合通道
实验和理论结果表明，由于半径小、电荷少，Li+的渗透率远高于Na+、K+、Mg2+和Ca2+
与体积迁移率相比，Li+与体积值基本一致
与此形成鲜明对比的是，其他离子在体积上变得比Li+更不容易移动
使用具有化学、几何和静电异质结构的特制二维膜的方法允许进一步探索用于水处理或发电的纳米通道膜内的纳米流体现象
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