质子可“轻松”穿透石墨烯

    英国《自然》杂志网站日前刊登中英科研人员最新研究说，实验证明，此前被认为“密不可透”的石墨烯材料可以被质子穿过。这预示着石墨烯在燃料电池、氢动力技术等领域同样有广阔前景。

    石墨烯由单层碳原子呈蜂窝状紧密排列，因其独特的力学和电学特性而被称为“神奇材料”，比如它不透水不透气、薄而坚固等。英国曼彻斯特大学教授安德烈·海姆就曾因对石墨烯的研究而获诺贝尔奖。

    然而，“完全不可穿透”的特性在某些应用领域也会成为弱点。为探索石墨烯的可透性，中国科技大学教授吴恒安等人与海姆团队合作，进行了一系列实验。

    与预想不同的是，他们发现，质子可以“轻松”穿过单层石墨烯薄膜，在高温或者将薄膜上覆盖一层铂等催化纳米颗粒时，这种穿透效果尤其显著。

    他们因此得出结论，单层石墨烯是高度有效和有选择性的薄膜，可允许质子通过，这一特性使其有望用于需要选择性质子转运或氢分离的技术，例如用于制作在燃料电池中使用的质子过滤膜。

    研究人员说，目前燃料电池所需的一大核心技术就是找到一种“筛子”一样的薄膜，把氢或氧等用作燃料的质子流分离出来，将其他干扰物质隔离出去。新研究表明，石墨烯可作为这样一种备选材料，制出更薄、更高效的过滤薄膜。