袁荃课题组纳米孔过滤薄膜领域研究成果

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6月14日， Science (《科学》)在线发表了我校袁荃教授在纳米孔过滤薄膜领域的最新研究成果。


论文题为“Large-area graphene-nanomesh/carbon-nanotube hybrid membranes for ionic and molecular nanofiltration”（《大面积石墨烯纳米筛/碳纳米管薄膜在离子和分子纳滤中的应用研究》），第一署名单位为武汉大学，我校化学与分子科学学院2014级博士生杨雁冰和2015级硕士生杨向东为共同第一作者，我校袁荃教授、加州大学洛杉矶分校段镶锋教授为通讯作者。

单原子层厚的纳米多孔二维材料是构建超薄、高效分离膜的理想材料。然而，将原子层厚的二维材料应用于实际分离研究面临着两方面的难题：一是如何制备具有优异机械强度和柔性的大面积无裂缝纳米孔二维薄膜；二是如何在薄膜内部引入高密度均一孔径分布的亚纳米孔，实现水分子的高效选择性通过和溶质分子的有效截留。


这项研究首次报道了一种具有优异机械性能的大面积石墨烯纳米筛/碳纳米管薄膜，具有高的水渗透率、离子和分子截留率以及优异的抗污染性能。此项研究克服了二维材料在实际分离领域的局限性，是将二维材料推向实际分离应用的关键一步，代表了二维材料和碳纳米材料分离薄膜发展过程中的里程碑式突破。


该研究受到了科技部国家重点研发计划“纳米科技”重点专项青年项目（2017YFA0208000）、国家自然科学基金面上项目（21675120）、中组部“万人计划”青年拔尖人才支持计划等项目的支持。





袁荃教授，湖南大学博士生导师，2004年本科毕业于武汉大学，2009年在北京大学获得无机化学博士学位。2009-2011年在美国佛罗里达大学从事博士后研究工作。2011年12月进入武汉大学化学学院工作，2017年9月加入湖南大学化学化工学院。主要从事功能纳米材料的设计与制备及其在生物医学领域的应用研究。相关研究以第一/通讯作者在Proc. Natl. Acad. Sci., J. Am. Chem. Soc., Angew Chem. Int. Ed., Adv. Mater., ANS Nano, Adv. Funct. Mater.等杂志上发表论文70余篇。2013年获教育部新世纪优秀人才计划支持，2014年国家优秀青年科学基金获得者，2015年获第二批中组部万人计划青年拔尖人才计划支持，获中国化学会青年化学奖，入选教育部长江学者青年学者，2016年获中华全国归国华侨联合会第六届中国侨界贡献（创新人才）奖，2017年成为科技部重点研发计划纳米专项青年项目首席科学家，2018年获“Nano Research Young Innovators Adwards”。


段镶锋，美国加州大学洛杉机分校(UCLA)终身教授。1977年出生，1997年本科毕业于中国科学技术大学，1999和2002年分别获得美国哈佛大学化学硕士和物理化学博士学位。2001-2008年在美国Nanosys高科技公司工作、是该公司的联合创始人之一，历任联合技术顾问、先进技术科学家、先进技术高级科学家、先进技术部经理和首席科学家。2008年被聘为美国加州大学洛杉机分校(UCLA)助理教授，2012年和2013年分别晋升为终身副教授和教授，2013年被聘为湖南大学特聘教授。2013年底依托湖南大学化学化工学院“化学生物传感与计量学国家重点实验室”和湖南大学物理与微电子科学学院“微纳光电器件及应用教育部重点实验室”组建“微纳系统与器件”课题组，旨在：(1) 纳米材料的合成、组装和表征；(2) 先进电子和光子材料与器件；(3) 能源利用、转化与存储；(4) 生物医学传感与治疗等方向进行一系列具有重大原创性的理论、实验或工程技术研究，使研究成果具有国际先进水平。