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事實(shí)證明，有缺陷的單層石墨烯產(chǎn)生的膜是世界上最薄的質(zhì)子通道 - 只有一個(gè)原子厚度，Weinberg藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院的化學(xué)教授Geiger說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)，如果你只是將石墨烯稍微完美地?fù)芑貋?lái)，你將得到你想要的膜。” “每個(gè)人都在努力制作真正原始的石墨烯，但我們的數(shù)據(jù)顯示，如果你想要質(zhì)子通過(guò)，你需要不太完美的石墨烯。

Geiger的研究團(tuán)隊(duì)包括來(lái)自西北大學(xué)，橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，弗吉尼亞大學(xué)，明尼蘇達(dá)大學(xué)，賓夕法尼亞州立大學(xué)和波多黎各大學(xué)的合作者，在水溶液的原子世界中，質(zhì)子非常大，科學(xué)家們不相信它們可以在室溫下通過(guò)單層化學(xué)完美的石墨烯驅(qū)動(dòng)。（石墨烯是一種元素碳，由單個(gè)平面碳原子片組成，排列成重復(fù)的六邊形或蜂窩狀晶格，當(dāng)Geiger及其同事研究暴露于水中的石墨烯時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)質(zhì)子確實(shí)在石墨烯中移動(dòng)。他們使用尖端激光技術(shù)，成像方法和計(jì)算機(jī)模擬，著手學(xué)習(xí)如何操作。

研究人員發(fā)現(xiàn)石墨烯中存在的天然缺陷 - 碳原子缺失 - 引發(fā)化學(xué)旋轉(zhuǎn)木馬，其中膜一側(cè)的水中的質(zhì)子在幾秒鐘內(nèi)穿梭到另一側(cè)。他們先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模擬表明，這是通過(guò)1806年首次提出的經(jīng)典“斗式線”機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。

去除少量碳原子導(dǎo)致其他碳原子具有高反應(yīng)性，這開始了質(zhì)子穿梭過(guò)程。只有質(zhì)子通過(guò)這些小孔，使膜非常有選擇性，我們的研究結(jié)果明天不會(huì)成為燃料電池，但它為工程師提供了一種設(shè)計(jì)質(zhì)子分離膜的機(jī)制，這種分離膜遠(yuǎn)沒(méi)有人們想象的那么復(fù)雜，”Geiger說(shuō)。“你所需要的只是略微不完美的單層石墨烯。
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