氧化石墨烯在海水淡化領域的巨大潛力（lì）

氧化石墨烯在（zài）海（hǎi）水淡化領域的巨大潛力

2017年，英國和（hé）中國的（de）科學家先後利用不同方法，實現（xiàn）了對氧化石墨烯層間距的精確控製（zhì），使得體積較小的水分子可以順利通過，而鹽離子則被“堵在門外”。該成果展現（xiàn）了（le）氧化石（shí）墨烯在海水淡化領域的（de）巨大潛力。


氧化石墨烯是石（shí）墨烯的“孿生弟弟”。自2004年英國物理學家在實驗室內用看似不可思議的“撕膠帶”的方（fāng）法，從大塊石（shí）墨中剝離出科學家曾理論預言不可能穩定存在的單層石墨烯以來，石墨烯這一科學名詞已變得家喻戶曉。短短十幾年，圍繞石墨烯的各項研究發展迅猛，並（bìng）展現（xiàn）出極其廣闊的應用前景。


石墨烯是“碳材料家族”中的一員，是由一個（gè）個碳原子在平麵內按照六邊形蜂窩狀結構排列形成的一種層狀材料。由於其厚度隻有一個碳原子的大小，約為0.34納米，相當於一根頭發絲的二十萬分之一，是人類迄今為止發（fā）現的最薄的（de）材（cái）料，石墨（mò）烯也被稱作是一種二維材料。


正是由於這種特殊的二維原子結（jié）構，石墨烯展現出了許多普通三維材料並不具備的（de）奇異性質。單層石墨烯的透光率高達97.7%，肉眼看過（guò）去幾乎是完全透明的。它有著絕佳的導熱性，熱傳導能力是金剛石的兩倍以上。石墨烯的（de）機械強度極大，比（bǐ）鋼（gāng）鐵還要強200倍（bèi），如果把1平方米的單（dān）層石墨烯做成一張吊床，區區0.34納米的厚度便可以穩穩地（dì）承載一隻貓。石墨烯還具有十分優良（liáng）的電學性質，導電性（xìng）比銀和銅還強，載流（liú）子遷（qiān）移率比碳納米管和矽還高。


基於石墨烯極其優異的物理特性，人們對它的應用寄予厚望。近十年的研究（jiū）表明，石墨烯在基礎研究、高頻電子器（qì）件、柔性顯示、電化學生物傳感器、新能源電池、超級電容、導熱材料、航空（kōng）航天等領域有著非凡的應用潛力，被（bèi）譽為“黑（hēi）金”和“新材料之王”。


在眾多潛在應用中（zhōng），石墨烯淨水技術（shù）不（bú）僅（jǐn）在原理上具備較高的可行性，在實驗室也取得了許多（duō）重大突破。眾所周知，活性炭作為一種常（cháng）見的傳統汙水處理材料（liào），內（nèi）部有很多疏鬆（sōng）的孔隙（xì），具（jù）有很強的吸附能力。而石墨烯特殊的層狀和（hé）孔狀結（jié）構，使其吸附能力是活性炭的成百上千倍。在此基礎上，科學家通過微觀調控、修飾與改（gǎi）性（xìng），製造出了許多種不同的具有超（chāo）高效吸附特性的石墨烯基（jī）吸附材料，它們不僅（jǐn）能吸附超（chāo）過（guò）自身質量數百倍的汙染物，還可以循環使用，大大降低使用成（chéng）本。可以說，石墨烯在汙水（shuǐ）處理和海水淡化方麵提供（gòng）了令人驚（jīng）喜的全新（xīn）解決方（fāng）案（àn）。


目前，中國石墨（mò）烯產業已被列入《“十三五”國家戰略（luè）性新興產業發展規劃》和“中國製造2025”重（chóng）點發展領域之一。我國在石墨烯（xī）領域的研究水平在國際上具有很強的競爭力，包括石墨烯淨（jìng）水技術在內（nèi）的一些技術突破（pò）正逐漸從實驗室走向市（shì）場應用（yòng）。我們相信，與石墨烯有關的新技（jì）術、新發明會在不遠的將來（lái）走進人（rén）們的日常生活，給人類帶來巨大福音（yīn）。

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