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事實證明，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 - 只有一個原子厚度，Weinberg藝術與科學學院的化學教授Geiger說：“我們發(fā)現(xiàn)，如果你只是將石墨烯稍微完美地撥回來，你將得到你想要的膜。” “每個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，你需要不太完美的石墨烯。

Geiger的研究團隊包括來自西北大學，橡樹嶺國家實驗室，弗吉尼亞大學，明尼蘇達大學，賓夕法尼亞州立大學和波多黎各大學的合作者，在水溶液的原子世界中，質(zhì)子非常大，科學家們不相信它們可以在室溫下通過單層化學完美的石墨烯驅(qū)動。（石墨烯是一種元素碳，由單個平面碳原子片組成，排列成重復的六邊形或蜂窩狀晶格，當Geiger及其同事研究暴露于水中的石墨烯時，他們發(fā)現(xiàn)質(zhì)子確實在石墨烯中移動。他們使用尖端激光技術，成像方法和計算機模擬，著手學習如何操作。

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)。他們先進的計算機模擬表明，這是通過1806年首次提出的經(jīng)典“斗式線”機制實現(xiàn)的。

去除少量碳原子導致其他碳原子具有高反應性，這開始了質(zhì)子穿梭過程。只有質(zhì)子通過這些小孔，使膜非常有選擇性，我們的研究結(jié)果明天不會成為燃料電池，但它為工程師提供了一種設計質(zhì)子分離膜的機制，這種分離膜遠沒有人們想象的那么復雜，”Geiger說。“你所需要的只是略微不完美的單層石墨烯。
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