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    清華大學朱宏偉教授團隊《Adv. Mater.》綜述:石墨烯體系中的陽離子-π相互作用

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    • 時間:2020-04-26 14:05:31

     

           4月7日,清華大學材料學院朱宏偉教授團隊在《先進材料》(Advanced Materials)上在線發表了題為“石墨烯體系中的陽離子-π相互作用”(Cation-π Interactions in Graphene Containing Systems for Water Treatment and Beyond)的長篇綜述論文,系統總結了石墨烯體系中的陽離子-π相互作用在水處理(膜分離、吸附)、新材料合成、納米發電、能量存儲及溶液/復合材料分散等應用中所發揮的關鍵作用,分析了陽離子-π相互作用的影響機理,綜述了現階段相關理論工作進展,討論了石墨烯體系中的陽離子-π相互作用研究中存在的問題,展望了未來潛在的研究方向。

           陽離子-π相互作用是一種非共價相互作用,在自然界,尤其是生命體中普遍存在,在諸多生命反應進程中必不可少。近年來,陽離子-π相互作用在生物學、化學、物理學中的重要性被廣泛關注。石墨烯是碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料,可被視為一種獨特的芳香族大分子。陽離子和石墨烯中離域π電子之間的相互作用會引起陽離子在石墨烯表面的富集、溶液中離子及石墨烯結構中電子的重新分布,進而影響石墨烯材料的本征性質及基于石墨烯的器件的性能。深入理解石墨烯體系中的陽離子-π相互作用,對于石墨烯特性的調控、器件的優化設計具有重要意義。

    石墨烯體系中的陽離子-π相互作用及其應用

           近年來,朱宏偉教授團隊在石墨烯等新型二維材料的可控制備、結構設計及其在能源(太陽能電池、光電探測、光電催化)、環境(水處理、空氣凈化、土壤治理)、柔性傳感器件等領域開展了大量研究工作,取得了一系列重要進展。該綜述論文以石墨烯體系中的陽離子-π相互作用為切入點,對相關研究報道進行了梳理和討論,并對其發展趨勢和前景進行了展望。本文通訊作者為朱宏偉教授,第一作者為清華大學材料學院2016級博士生趙國珂。本研究得到國家自然科學基金委基礎科學中心項目和面上項目資助。

           論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201905756

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