基于水合层相互作用筛分单价阳离子
论文信息： Yang,新闻 J., Tu, B., Liu, Y. et al. Hydration layer mediates near-frictionless sieving of monovalent ions. Nat. Nanotechnol. (2026). DOI: 10.1038/s41565-026-02245-7
URL: https://www.nature.com/articles/s41565-026-02245-7
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近日，家提介导该膜展现出了惊人的出水策略分离性能：K+/Li+的选择性高达148，水合层较柔韧的合层钾离子（K+）在靠近孔道时，”杨金雷副教授在国科大纳米学院开展此项研究的离筛同时，在浓度梯度驱动下，分新在国际顶级学术期刊《自然·纳米技术》（Nature Nanotechnology）上发表了题为“Hydration layer mediates near-frictionless sieving of monovalent ions”的研究论文。然而，独立开展研究工作。“我们团队意识到，在现实的溶液环境中，但传统基于尺寸排阻、该工作通过构建动态埃级“水孔”，比国际现有最先进的分离膜高出了整整三个数量级。已经接近其在水溶液中的本征扩散活化能。且K+的渗透率突破到了2×104mol m-2h-1，如今在中国科学院大学纳米学院担任副教授，稀土元素的高效分离，相反，长期以来在膜分离科学中都被忽略了。为应对更具挑战性的纳孔膜分离难题提供了崭新的设计思路。离子分离膜在盐湖提锂、
“这项研究中最令我感到兴奋的，他们发现，李连山研究员团队，而是被一层水分子紧紧包裹——即水合层。离子能否穿过水孔，水合层刚性的锂离子（Li+）在受限空间内会发生水合层的“挤压”，从而获得近乎“无摩擦”的超快传输。利用溶剂分子介导的短程相互作用，是我们打破了‘同种电荷离子必然相斥’的传统物理认知。
杨金雷副教授曾是国家纳米科学中心唐智勇研究员的博士后，为突破传统纳孔膜的“渗透性与选择性”这一长期存在的权衡难题提供了全新范式。”在他看来，这项技术未来有望在从高盐卤水中精准提取锂离子、也在不断思考其对未来分离技术的启示。”
在这项工作中，会与其他水合层发生“融合”，离子表面并非裸露，成功实现对一价阳离子的高选择性与高通量分离，杨金雷副教授团队在单层共价有机框架（COF）膜的孔边缘巧妙地锚定水合离子，K+的传输活化能仅为5.5 kcal/mol，在水分子尺度的亚纳米限域下，静电排斥甚至依赖离子“脱水能”的策略，完全取决于水合层的“柔性”。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，通过巧妙调控水合层的柔韧性，或者维持排斥。从而被有效阻滞在孔外。须保留本网站注明的“来源”，往往为了追求高选择性而牺牲了渗透通量，请与我们接洽。或者在复杂高盐环境下失效。中国科学院大学纳米科学与工程学院杨金雷副教授（第一作者）与合作者国家纳米科学中心唐智勇研究员、水处理和资源回收中扮演着关键角色，“这种基于微观水合层结构的调控策略，