有專家預言，隨著生態環境的惡化，人類解決水荒的最后途徑很可能是對海水的淡化。全球海水淡化技術超過20余種，主要分為蒸餾法和膜法兩大類。石墨烯因其獨特的二維結構，是構筑高性能分離膜的理想材料，但由于現有技術手段難以將氧化石墨烯膜的層間距精確控制在十分之一納米的尺度，加之石墨烯膜在水溶液中會發生溶脹導致分離性能嚴重衰減，石墨烯用于離子篩分和海水淡化仍面臨著巨大挑戰。
經過研究，設計制備了通過水合離子精密調控層間距的疊層（氧化）石墨烯膜，實現了鹽溶液中水分子與不同離子的精確篩分。對于具有最小水合直徑的鉀離子，科研人員采用經過鉀離子溶液浸泡的石墨烯膜阻止水合鉀離子進入，有效截留鹽溶液中包括鉀離子本身在內的所有離子，同時還能保持水分子快速透過，使得鹽離子和純水分別在石墨烯膜的進料側和滲透側高效富集。
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