石墨烯，Nature！

主要观点总结

本文研究了卤化物通过纳米石墨烯中单个苯环缺陷的渗透问题。通过合成纳米石墨烯并通过超分子原理创建其稳定双层结构，实验揭示了氟离子、氯离子和溴离子通过单一苯环孔洞的渗透性。研究团队成功合成带孔双层纳米石墨烯复合物，并利用其研究卤化物的渗透，发现氯离子通过单个苯环缺陷的渗透性特别强，而碘离子则不可渗透。该研究为创建多层人工氯化物通道提供了希望，并展示了超分子策略在研究离子或分子实体通过石墨烯子结构的渗透中的潜力。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

除了氢原子外，石墨烯对所有原子实体不可渗透。引入缺陷可以允许选择性的气体渗透，但卤化物等实体的渗透在科学上具有重要意义，因为它在海水淡化、检测和净化方面有潜在应用。然而，卤化物的精确实验观测仍未知。

关键观点2: 研究问题

本文展示了卤化物如何通过纳米石墨烯中一个埃米大小的单个苯环缺陷进行渗透。

关键观点3: 主要方法

利用纳米石墨烯之间的强分散相互作用构建了非共价π-π堆积二聚体，然后展示卤化物通过单苯环缺陷的渗透。

关键观点4: 研究成果

成功合成了带孔双层纳米石墨烯复合物，并证实了其结构和热力学及动力学稳定性。实验揭示了氟离子、氯离子和溴离子通过单一苯环孔洞的渗透性，其中氯离子具有超强的结合能力。碘离子则不可渗透。

关键观点5: 研究意义

该研究为创建多层人工氯化物通道提供了希望，并展示了超分子策略在研究离子或分子实体通过石墨烯子结构的渗透中的潜力。此外，该研究还展示了定制化硬件配置和一体化软件服务的计算解决方案在科研领域的应用价值。

文章预览

▲第一作者：M. A. Niyas 通讯作者：Kazutaka Shoyama，Frank Würthner 通讯单位：德国维尔茨堡大学 DOI：10.1038/s41586-024-08299-8 （点击文末「阅读原文」，直达链接）     研究背景 石墨烯是一种单层sp 2 杂化的碳同素异形体，除了氢原子外，它对所有原子实体都不可渗透。引入缺陷可以允许选择性的气体渗透；人们已经做出了努力来控制这些缺陷的大小以提高选择性。除了气体之外的其他实体（如离子）的渗透在科学上具有重要意义，因为它在海水淡化、检测和净化方面有潜在的应用。然而，到目前为止，卤化物的精确实验观测仍然是未知的。     研究问题 本文展示了卤化物通过分子纳米石墨烯中一个苯环大小的单个缺陷的渗透。利用自组装的超分子原理，本文创造了纳米石墨烯的稳定双层结构。由于双层纳米石墨烯中的腔体只能通过两个埃米大小的窗口 ………………………………