|
|
|
|
|
马太分离效应：一种具有高K+选择性和渗透性的非对称MXene膜 Engineering |
|
|
论文标题： A Matthew MXene (Ti3C2Tx) Lamellar Membrane as a Potassium-Sieving Amplifier
期刊：Engineering
作者：Zong Lu, Haoyu Wu, Yanying Wei, Haihui Wang
发表时间： August 2024
DOI：https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.11.025
微信链接：点击此处阅读微信文章
清华大学王海辉和华南理工大学魏嫣莹团队在中国工程院院刊《Engineering》发表了题为《具有马太效应的二维MXene膜作为钾离子筛分放大器》的研究性文章，构建了一种基于仿生功能的二维非对称MXene层状膜通道，以获得高K+选择性，同时兼得高K+渗透性。
生物K+离子通道对自然界生物体的活动有着至关重要的作用，然而因其结构的特殊性和内在传输机理的缺乏，人工K+离子通道的精准构建一直停步不前，设计具备生物K+通道功能的人工通道材料对其后续研究至关重要，该团队以二维MXene纳米片作为分离通道的构筑单元，通过特异性修饰剂对二维通道进行精细非对称修饰，匹配得到最佳的识别层和加速层结构。文章表明，在非对称MXene层状膜中K+/Na+分离选择性可达到9，同时K+渗透速率同步增加，实验和模拟结果表明:①与Na+相比，冠醚掺入修饰的识别层对K+具有较强的亲和力，有利于K+的识别和选择;②与Na+的输运相比，加速层的合理设计可以使富集在识别层（RL）中的K+通过传输层的限域效应更快地转运目标离子。这种巧妙的识别层和促进层匹配设计使不对称MXene(Ti3C2Tx)膜具有马太K+输运放大效应。基于选择层中特定的K+识别效应和促进层对K+的限域传质增强效应，所得到的膜具有高K+/Na+选择性和快速K+渗透性。该团队所设计的具有马太效应的二维MXene膜具有显著的单价离子筛分性能，为二维材料膜的离子筛分及结构设计提供了新的见解。
图. 具有马太效应的二维MXene膜结构及性能。
引用信息：Zong Lu, Haoyu Wu, Yanying Wei, Haihui Wang, A Matthew MXene (Ti3C2Tx) Lamellar Membrane as a Potassium-Sieving Amplifier, Engineering, 2024.
Open access
开放获取全文
https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.11.025
推荐阅读
同济大学研究团队：纳米铁高效分离富集重金属——废水处理及资源化新基准
陈芬儿院士团队：八步连续流全合成维生素B1工艺研究
Engineering 2024年8月刊目录 | 化学工程中的人工智能专题
清华大学研究团队：建筑全生命周期碳排放——内涵、计算和减量
材料科学与工程论文合集 | Engineering
特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，须保留本网站注明的“来源”，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，请与我们接洽。
