“我们学校的老师在石墨烯材料上有了新的研究突破，研制出来的石墨烯膜可以将海水过滤成淡水。”近日，浙江农林大学的一位老师在朋友圈更新了一条状态，立马引来了无数点赞。这个新科研成果还在10月9日登上了世界顶级学术期刊《自然》杂志。

让石墨烯材料用于水处理

近10多年来，作为目前世界上最薄的材料，石墨烯一直是材料界的当红“炸子鸡”，而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十分之一纳米，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。”浙江农林大学老师陈亮说，他与他的团队的研究工作，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- 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的进入，有效截留盐溶液中包括钾离子在内的所有离子，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。

简单点说，就是陈亮团队科研出来的石墨烯膜，可以将海水过滤成淡水。

为相近领域开发提供新思路

陈亮告诉记者，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。石墨烯因其独特的二维结构，拥有诸多突出的物理化学性质，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。

“膜分离是一种新型的分离技术，与传统技术相比，具有节能、高效、操作简单等特点，受到学术界与工业界的广泛关注，开发高性能膜材料是实现高效膜分离的关键。”陈亮介绍，他的这个研究解决了氧化石墨烯膜在水处理、离子/分子分离以及电池/电容等前沿研究领域中的重大难题，为其进一步应用提供了重要的理论和实验基础。陈亮博士及其研究团队还将相关研究成果，申请了相应的国际、国内发明专利，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。