石墨烯类二维材料的质子输运特性
石墨烯作为一种最典型的二维材料，自2004年问世以来在各个领域均得到了广泛的关注，很快地成为科学研究的焦点[1，2]。跟石墨烯类似的二维材料还包括氮化硼(hexagonal boron nitride， hBN)及二硫化钼(molybdenum disulphide, MoS2)等等。它们的共同点是，原子在二维平面内按照六角形网状结构排布，垂直于该平面方向上只有一个原子层的厚度(单层二硫化钼是三层原子的厚度)。近期研究发现，氧化石墨烯薄膜不仅具有隔气透水的特殊性能[3]，而且在离子过滤及输运方面，表现出灵敏的尺寸选择性和超级快速的特点[4]。另一方面，实验研究表明，完美的石墨烯片可以阻止包括最小的单原子气体分子--氦气在内的所有气体穿过[5]。之前的理论计算表明，质子要穿过完美石墨烯需要克服较大的能垒，或者说，需要非常长的时间[6]。然而最近的研究成果表明，石墨烯等二维材料可以作为良好的质子传导膜[7]。这些新发现不仅在基础科学研究方面展现出独特的创新意义，而且将在工业应用层面上引领新的技术革命浪潮。
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TM2;O63
国家自然科学基金批准号11172289
2015-07-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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453-455
