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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 |
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论文标题：
期刊：
作者：zong lu, haoyu wu, yanying wei, haihui wang
发表时间： august 2024
doi：
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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.
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