近期，我校環(huán)境與市政工程學院、陜西省膜分離技術研究院王磊教授團隊在二維納米材料構(gòu)筑具有高效離子篩分性能薄膜方面取得重要進展。研究成果《具有穩(wěn)定通道的二維Ti3C2Tx-海藻酸層狀膜的離子篩分特性研究》（“Ion sieving by a two dimensional Ti3C2Tx alginate lamellar membrane with stable interlayer spacing”）于2020年7月15日在線發(fā)表于國際頂級學術期刊《Nature Communications》（IF=12.12）上。

這是我校首次以唯一單位在《Nature》子刊上發(fā)表論文，論文第一作者為我校青年教師、師資博士后王琎，通訊作者為團隊研究帶頭人、博士后導師王磊教授，王旭東教授、博士研究生朱甲妮與碩士研究生張治杰等參與了研究工作。該研究工作得到了國家自然科學基金、陜西省，西安市各項科技計劃以及校人才基金的資助，此外陜西省膜分離重點實驗室，陜西省環(huán)境工程重點實驗室也為研究開展給與了大量支持。

近年來，各類二維材料已經(jīng)在多個重要應用領域展現(xiàn)了極大潛力。其中，利用二維納米材料進行分離膜的制備，成為膜分離技術領域的前沿課題。與傳統(tǒng)高分子膜相比，二維層狀薄膜突破了傳統(tǒng)膜分離過程中滲透性與選擇性之間此升彼降的矛盾關系，可對不同尺寸量級的物質(zhì)實現(xiàn)更加精確的篩分與傳質(zhì)。高效、快速的離子篩分技術在鹽湖提鋰、血液凈化，凈水處理等方向有著極其重要的意義，但是，目前二維薄膜由于其在水中結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導致其在艾米級級別的離子分離效果遠低于理論預測。

 該研究選取新型二維納米Ti3C2Tx材料作為分離薄膜的構(gòu)筑單元，通過在相鄰納米片之間引入海藻酸凝膠形成支柱結(jié)構(gòu)，成功將膜內(nèi)納米通道的尺寸精確的控制在艾米級之內(nèi)。膜內(nèi)的大量穩(wěn)定的二維限域通道對離子在其中的傳輸表現(xiàn)出了優(yōu)良的分級效應。通過調(diào)控納米通道的表面電位，可以分別實現(xiàn)對水環(huán)境中不同價態(tài)陽離子、陰離子的的分離功能。與商用高分子膜的對比，本研究的Ti3C2Tx薄膜在多個應用中都表現(xiàn)出取代傳統(tǒng)高分子納濾膜、離子交換膜等的潛力，該研究成果為團隊重要成果轉(zhuǎn)化方向打下了堅實的理論基礎。

《Nature Communications》是國際頂級學術期刊《Nature》發(fā)行的子刊，其目的在于發(fā)布頗具綜合性并代表某一領域重大進展的研究論文。作為為國際綜合性期刊類別中的頂級雜志，在谷歌學術最新發(fā)布的2020年全球?qū)W術期刊h指數(shù)（h-index）排行榜中，《Nature Communications》位列第七位，該期刊發(fā)表的論文具有較高科研及應用價值，為各領域的創(chuàng)新發(fā)展具有重要的參考意義。