Свет может приводить в движение ионы в мембранах оксида графена

Москва, 11:41, 11 Май 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Слоистые мембраны из оксида графена (GOM) с плотно упакованными пластинчатыми каналами шириной менее нанометра демонстрируют исключительные свойства ионного и молекулярного транспорта. Перенос массы и заряда в существующих материалах следует их градиенту концентрации, тогда как достижение антиградиентного переноса, также называемого активным переносом, остается большой проблемой.

В новом исследовании ученые Китайской академии наук продемонстрировали явление сопряженного фотон-электронного иона через GOM. Они разработали слоистые мембраны из оксида графена, которые многообещающе показали исключительный ионный и молекулярный транспорт. Они разработали этот GOM с субнанометровыми каналами, чтобы он мог активно управлять ионами антиградиентным способом посредством асимметричного излучения света.

В ходе работы ученые достаточно быстро перемещали катионы по отношению к концентрации электролита, а затем к диффузии при асимметричном освещении. Делая это, они получили надежный механизм, который свет может уменьшить локальный электрический потенциал на GOM. Разность потенциалов может наблюдаться на двух сторонах каналов. Затем заряженные ионы двигались в направлении приложенной противоположной полярности.

Исходя из этого предположения, ученые затем создали фотонные ионные переключатели (PIS), фотонные ионные диоды (PID) и фотонные ионные транзисторы (PIT) в качестве основных элементов для управляемых светом наножидкостных цепей.

Путем легирования 2D нано-строительных блоков светочувствительными элементами или молекулами их фотореактивность может быть дополнительно расширена для масштабируемых и более точных применений, например, при активном ионном просеивании, искусственном фотосинтезе и модульных нанофлюидных вычислениях.

По мнению ученых, их работа может проложить путь к дистанционным, неинвазивным и активным манипуляциям с переносом ионов в искусственных 2D материалах.

Эта работа финансируется Национальным фондом естественных наук Китая и Национальным исследовательским фондом фундаментальных ключевых проектов. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.