范壮军：分子扩散可驱动石墨烯膜运动

wangqiu

随着化石能源的枯竭和环境污染的日益加剧，能源问题成为当前社会面临的一个巨大挑战。与传统的产能方式相比，从风，水流等流体中获取能量具有更加广阔的使用前景。然而，这类产能方式往往需要依靠大型的外部设备和相应的环境条件，使得其利用受到了诸多限制。因此，利用微型器件实现流体中的能量转化开始受到研究者的广泛关注。

近日，哈尔滨工程大学的范壮军团队通过有机溶液-水两相扩散驱动的石墨烯膜运动，实现了分子扩散能向机械能的转化。该工作制备了高疏水性且内部具有独特微纳米通道的石墨烯膜，将有机溶液-水两相扩散约束为单向扩散，同时这一扩散导致的不平衡力矩能够使石墨烯膜（面积：2 cm2）快速地旋转，转速可达300 rpm。此外，该工作还通过持续滴加乙醇实现了石墨烯膜的持续转动，并利用堆叠石墨烯膜推动了磁舟作直线运动，磁舟质量（12 g）远超于石墨烯膜自身的质量（33.5 mg）。这一工作的重要意义在于为实现清洁，可持续的能源获取方式提供了一种新的研究思路。相关研究成果“Molecular Diffusion-Driven Motion in 2D Graphene Film”为题发表在Advanced Functional Materials上。