报告题目：氧化石墨烯膜的渗透过滤行为研究

报 告 人：魏宁副教授(西北农林科技大学材料与结构工程系)

报告时间： 2015年5月12日(星期二)上午10：00-11:30

报告地点：嘉定园区学术活动中心307房间

报告人简介：

魏宁，西北农林科技大学材料与结构工程系副教授，研究领域为多尺度断裂力学，生物纳米力学，以及表面浸润以及毛细力学和仿生微纳米水通道。现已发表包括Nature communication, Nanoscale, J. Mat. Chem等在内的SCI论文17篇。其中2011年关于石墨烯片纳米结构在不同应变下能量扩散的研究工作被引40次，2011年另外一篇关于折叠石墨烯的力学性质研究的工作被PHYS.ORG的新闻（http://phys.org/news/2011-09-graphene.html ）作为研究亮点进行报道。最近，关于氧化石墨烯高渗透率半透膜可以通过外部压强来控制聚盐率发表在Nature communication上。

报告摘要：

由于氧化石墨烯膜独特的渗透过滤性引起广泛关注。例如，氧化石墨烯薄膜表现出独特的隔气透水性。氧化石墨烯膜几乎可以完全阻挡气体，有机液体的通过，然而水却可以无阻碍的通过氧化石墨烯膜（通过率是氦气的1010倍）。为了解释这一现象（隔气透水），我们通过分子模拟和理论分析研究了水在氧化石墨烯膜间的渗透行为。在这里，我们考虑了氧化石墨烯面内由非氧化区域组成的纳米水通道（~1-2纳米）和由褶皱等微结构引起的较大水通道（~2-5纳米），以及由缺陷、孔洞构成的层间水通道三种情况。我们发现虽然纯石墨烯组成的水通道由于具有较小的摩擦系数，导致在固液面有较大的滑移长度，可实现很高的流动增强。但是这种超快流动由于氧化石墨烯表面含氧基团的存在引起的钉扎效应因而破坏。我们研究结果显示，层间褶皱和缺陷对于氧化石墨烯膜间的渗透的贡献较大。这些结论理解基于石墨烯材料的分离过滤机制及其优化设计有重要意义。