4月7日,清华大学材料学院朱宏伟教授团队在《先进材料》(Advanced Materials)上在线发表了题为“石墨烯体系中的阳离子-π相互作用”(Cation-π Interactions in Graphene Containing Systems for Water Treatment and Beyond)的长篇综述论文,系统总结了石墨烯体系中的阳离子-π相互作用在水处理(膜分离、吸附)、新材料合成、纳米发电、能量存储及溶液/复合材料分散等应用中所发挥的关键作用,分析了阳离子-π相互作用的影响机理,综述了现阶段相关理论工作进展,讨论了石墨烯体系中的阳离子-π相互作用研究中存在的问题,展望了未来潜在的研究方向。
阳离子-π相互作用是一种非共价相互作用,在自然界,尤其是生命体中普遍存在,在诸多生命反应进程中必不可少。近年来,阳离子-π相互作用在生物学、化学、物理学中的重要性被广泛关注。石墨烯是碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,可被视为一种独特的芳香族大分子。阳离子和石墨烯中离域π电子之间的相互作用会引起阳离子在石墨烯表面的富集、溶液中离子及石墨烯结构中电子的重新分布,进而影响石墨烯材料的本征性质及基于石墨烯的器件的性能。深入理解石墨烯体系中的阳离子-π相互作用,对于石墨烯特性的调控、器件的优化设计具有重要意义。