近日，我校yl23455永利（材料先进技术教育部重点实验室）博士生杨倩以第一作者身份在国际顶级期刊Nature Materials上发表题为“Ultrathingraphene-based membrane with precise molecular sieving and ultrafast solventpermeation”的文章，发现了一种基于氧化石墨烯（GO）的高通量分子分离膜。这是继上个月杨倩同学在Science上合作发表文章揭示埃级别通道中的离子传输机理之后的又一原创性成果。
物质的分离和纯化一直是工业生产和高技术领域的控制性技术，有效的膜分离技术不仅能够大大降低生产成本，而且可以提升效率。一般的膜分离技术是借助于被分离基质中组份分子大小或者极性差异等因素来实现的，所以膜材料的孔径、构型、极性等调控至关重要。此前的技术中，基于特定高分子或GO构筑的膜（微米级别厚度）仅能用于水溶液中物质分离。该报道突破了这种限制，发现通过对GO膜进行结构控制，得到层间相互贯穿的小孔，首次发现这种GO膜可允许溶剂分子渗透通过，同时保持对小离子的过滤效果，实现了对有机溶剂的快速渗透和离子的精确截留。
该研究扩大了石墨烯基薄膜在海水淡化和有机纳滤方面的应用，海水淡化将盐从水中分离出来，而有机纳滤技术则是将带电或不带电的有机化合物从有机溶剂中进行分离。在这篇文章中，研究者们证明了这种氧化石墨烯薄膜可以去除溶解在甲醇中的各种拥有纳米级别尺寸的有机染料分子，并能滤除溶液中水合半径大约4.5Å的所有离子，并允许溶剂的高通量渗透。该工作的重要性在于它解决了传统聚合物薄膜在有机溶剂中不稳定的问题，为有机溶剂纳滤提供新出路。
该工作由来自英国曼彻斯特大学，yl23455永利和中国科技大学的研究者合作完成，yl23455永利联合培养博士生杨倩为第一作者，Rahul R. Nair教授为通讯作者。更多全文信息，请参考原文：doi:10.1038/nmat5025.