材料學(xué)院朱宏偉教授課題組發(fā)表“石墨烯體系中的陽離子-π相互作用”綜述論文

清華新聞網(wǎng)4月8日電 4月7日，清華大學(xué)材料學(xué)院朱宏偉教授團隊在《先進材料》（Advanced Materials）上在線發(fā)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(tǒng)總結(jié)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(fā)電、能量存儲及溶液/復(fù)合材料分散等應(yīng)用中所發(fā)揮的關(guān)鍵作用，分析了陽離子-π相互作用的影響機理，綜述了現(xiàn)階段相關(guān)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(yīng)進程中必不可少。近年來，陽離子-π相互作用在生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)中的重要性被廣泛關(guān)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(jié)構(gòu)中電子的重新分布，進而影響石墨烯材料的本征性質(zhì)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(diào)控、器件的優(yōu)化設(shè)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(yīng)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(jié)構(gòu)設(shè)計及其在能源（太陽能電池、光電探測、光電催化）、環(huán)境（水處理、空氣凈化、土壤治理）、柔性傳感器件等領(lǐng)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(guān)研究報道進行了梳理和討論，并對其發(fā)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(xué)材料學(xué)院2016級博士生趙國珂。本研究得到國家自然科學(xué)基金委基礎(chǔ)科學(xué)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

供稿：材料學(xué)院

編輯：李華山

審核：程曦