开门红︱华南理工大学科研成果在Science正刊发表 http://www.huaue.com　 2025年2月14日　 来源：华南理工大学 　　2025年，华南理工大学科研工作实现良好开局：继1月9日环境与能源学院严克友教授团队成果登上Nature后，今天，前沿软物质学院和电子显微中心韩宇教授成果又在Science正刊上发表。 　　其中，华南理工大学为本论文的第一通讯单位，韩宇教授为本文的主通讯作者。其它通讯作者包括香港大学的Lain-Jong Li，阿卜杜拉国王科技大学的Ingo Pinnau，上海大学的石国升，以及东京大学的Vincent Tung。这也是电子显微中心在成立不到两年的时间内，在Science和Nature正刊上发表的第三篇论文。 　　值得一提的是，上个月中旬，前沿软物质学院张震教授也以合作成果的方式，在Science正刊上发表论文。这两篇Science文章均以国际合作团队的形式完成，显示了国际合作在前沿科研领域中的重要性。 　　成果一： 　　精准调控二维材料缺陷结构，实现高效水/盐分离 　　2月14日，华南理工大学前沿软物质学院和电子显微中心韩宇教授领导的国际合作团队在Science杂志发表研究成果，展示了通过精确调控二维材料中的缺陷结构，实现高效水/盐（水合离子）分离的可行性。 　　本研究提出了一种高效构筑二维材料亚纳米级孔洞的新策略，不仅显著提升了水/离子分离性能，还揭示了一个有趣的悖论——通过精心设计的“缺陷”结构，可以实现近乎“完美”的水/离子分离。该策略有望拓展至更广泛的应用领域，如气体分离、催化及其他功能性膜材料，为可持续发展提供新的技术支撑。 　　二维材料：高效分离膜的理想平台，但制备仍具挑战 　　选择性分子输运是许多关键分离与纯化过程的核心。例如，通过使用膜材料对含盐水（如卤水、海水等）进行水与水合离子的分离，是低能耗获得纯水的重要途径，对能源和环境领域具有重要意义。 　　二维材料因其极小的厚度，可极大提升分子输运效率，被认为是高性能分离膜的理想平台。然而，在二维材料上精确生成用于分子筛分的孔洞，尤其是在大面积范围内实现均匀制备，仍然是材料科学和工程领域的重大挑战。现有方法在孔径控制和孔洞生成效率方面仍存在较大局限。 　　从缺陷到优势：精准调控二维材料晶界结构 　　尽管晶界等结构缺陷通常被视为削弱二维材料性能的不利因素，但本研究表明，通过精确控制二维材料的缺陷结构，可以将其转化为高效分离的功能性通道。研究团队在单层二硫化钼（MoS₂）薄膜中，成功引入了大量预先设计的多孔晶界结构，从而实现了高效的水分子和水合离子分离。 　　该研究采用化学气相沉积方法，精准控制 MoS₂ 晶粒的取向与尺寸，使其在生长过程中形成两种固定的优选取向（互成 60° 角）。这一取向关系生成了多种可预测的晶界结构，其中8 元环（8-MR）结构占主导地位。 　　突破性成果：高效水/盐分离与超高水通量 　　理论计算与实验研究表明，8-MR 孔径（4.2 × 2.4 Å）适合水分子快速通过，同时有效阻挡多种水合离子。因此，当这些单层 MoS₂ 薄膜用于分离膜时，获得的水分子对水合离子的选择性极高，同时水通量大幅提升，远超当前最先进的海水淡化膜。相比之下，未经取向控制的 MoS₂ 仅形成少量 8-MR 结构，主要由更小且不可渗透的 7-MR 结构组成，导致水通量下降，水/离子选择性也较低。 　　单层MoS₂的8-MR孔道所表现的“单链水”输运行为与生物水通道蛋白高度相似。但不同于生物膜材料，无机MoS₂膜更易实现大规模制备（本研究已实现晶圆级制备），并且可广泛应用于各种非生物相容性环境。 　　文章链接： 　　https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado7489 　　本文主通讯作者 　　韩宇简介 　　韩宇博士于2003年在吉林大学获得博士学位，2003-2008年在新加坡A-Star任研究科学家，2009至2023间，就职于沙特阿卜杜拉国王科技大学，任化学和化学工程系教授。2023年9月，入职华南理工大学，任电子显微中心主任。 　　韩宇博士主要从事多孔材料的合成与应用（催化、分离、水处理），以及电子束敏感材料的高分辨电子显微成像方面的研究，是超低剂量电子显微成像技术的联合发明人。发表学术论文400余篇，其中包括权威期刊如Nature、Science、Nature Nanotechnology、Nature Chemistry、Nature Materials等，总引用次数超过50,000，H-index大于120。韩宇教授2004年被麻省理工学院《科技评论》杂志评选为百名青年发明家，2006年获新加坡青年科学家奖；2008年获Thomson Reuters Research Fronts Award （汤姆逊研究前沿奖）；2021年获得德国洪堡研究奖；2019-2024连续6年科睿唯安（Clarivate Analytics）高引学者。 　关于华南理工大学更多的相关文章请点击查看　 特别说明：由于各方面情况的不断调整与变化，华禹教育网（Www.Huaue.Com）所提供的信息为非商业性的教育和科研之目的，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性，仅供参考，相关信息敬请以权威部门公布的正式信息为准。