Un contrôle précis de l'espacement du film de graphe, atteignant une précision d'un dixième de nm, est sa clé dans le traitement de l'eau, la séparation ion/molécule et les applications de batterie/capacité. Récemment, l'Académie chinoise des sciences, l'Institut de physique appliquée de Shanghai, l'équipe Fang Haiping, Université de Shanghai Wu Minghong équipe, Nanjing Université de technologie Jin Wanqin équipe et de l'Université de l'agriculture et des sciences forestières de Zhejiang en coopération, a proposé et réalisé l'utilisation de l'eau pour contrôler avec précision l'espacement de couche de film de graphe, montrant son excellent contrôle ionique et la performance de dessalement de l'eau de mer Les expériences de diffraction des petits angles (BL16B1) et de spectroscopie d'absorption fine (BL14W1) de la source lumineuse de Shanghai illuminent le mécanisme et les documents correspondants sont publiés dans la nature.
Pour les nano-films de graphes de papier, pour «lier» avec précision dans le film de graphe, pour s'assurer que son espacement de couche fixe et précis à un dixième nm une telle petite échelle, son difficile à imaginer. Plus difficile est le gonflement des membranes de graphes dans les solutions aqueuses, entraînant la dégradation sévère de la performance de séparation. Les chercheurs ont utilisé la nanotechnologie pour manipuler, les petites molécules modifiées par membrane et d'autres technologies pour faire beaucoup d'efforts mais ne peuvent toujours pas être remplies. Sur la base des travaux de série de l'interaction d'électrons π entre les ions hydratés et les structures cycliques aromatiques, l'équipe Fang Haiping a proposé que les ions eux-mêmes puissent effectivement contrôler (oxyder) l'espacement intercalaire des films de graphes, et les simulations théoriques correspondantes ont été effectuées pour les vérifier. Ils ont également utilisé la diffraction des rayons X à faible angle (BL16B1), la spectroscopie d'absorption fine (BL14W1) et les ultraviolets et autres représentations de la source lumineuse de Shanghai pour prouver l'interaction ion-π d'hydratation entre l'ion et la structure de l'anneau aromatique dans la couche de film du graphe. Une telle fonction que le «pilier» pour soutenir la couche de graphe, le contrôle précis de l'espacement du film de graphe, différentes tailles d'ions hydratés équivalent à la taille différente de la «jetée», correspondant à différentes couches d'espacement. Wu Minghong équipe dans Fang Haiping et d'autres assistance à travers l'expérience, pour atteindre et observer la membrane du graphe et la solution ionique différente après l'effet d'un espacement spécifique de la couche, l'espacement peut être petit à un nanomètre, les différents ions correspondant à la différence entre un dixième nm; Lorsque la membrane du graphe est combinée avec une petite solution ionique avec un diamètre hydraté, il est difficile d'entrer dans la membrane du graphe avec union plus grand diamètre. Par conséquent, le contrôle précis de l'espacement intercalaire du film de graphes jusqu'à un dixième de nm peut être réalisé par sélection ionique. Sur la base du modèle de théorie de l'équipe Fang Haiping, l'équipe de Jin Wanqin a conçu et préparé une série de membranes composites de graphes en céramiques poreuses, contrôlées par des ions hydratés, qui ont réalisé le tamisage précis entre les différents ions dans l'expérience. Pour les ions potassiques ayant un diamètre d'hydratation minimal, en raison de la faible couche d'hydratation des ions potassiques, la couche d'hydratation est déformée après l'entrée dans la membrane du graphe, ce qui entraîne un espacement particulièrement faible des couches. La membrane de graphite trempée par les ions de potassium peut empêcher les ions de potassium d'entrer, interceptant effectivement tous les ions dans la solution de sel comprenant les ions de potassium eux-mêmes, mais peut également maintenir la molécule d'eau à travers, réalisant qu'un côté est la solution ionique et l'effet de traitement de l'eau. L'équipe de recherche a demandé les brevets nationaux et PCT correspondants.
Le travail de recherche a été financé par la National Natural Science Foundation, cas, le ministère de la science et de la technologie, la source de lumière de Shanghai et le Shanghai Super-Counting Center, le Beijing Super Center of cas et le Guangzhou Super Center.
