研究人員以無孔氧化石墨烯巧制質子阻擋膜

熊本大學工業納米材料研究所的助理教授 Kazuto Hatakeyama 和教授 Shintaro Ida 所領導的研究團隊宣佈了在使用無內部孔隙的氧化石墨烯（GO）製作氫離子阻擋膜方面取得的開創性進展。這一創新方法發表於《Small》，有望在各種應用中的防護塗層方面取得重大進展。

在他們的研究中，研究團隊成功地用一種不含孔隙的新型氧化石墨烯合成並開發出了一種薄膜。傳統上，GO 因具有高離子電導率而聞名，這使得將其用作離子阻擋層具有挑戰性。然而，通過消除內部孔隙，該團隊創造了一種氫離子阻擋性能顯著提高的材料。

新的氧化石墨烯薄膜在氫離子阻隔性能上比傳統的 GO 薄膜表現出色多達 100,000 倍，這一點由交流阻抗譜的面外質子電導率結果所證明。這一突破在實驗中進一步得到了證實，在實驗中，無孔的氧化石墨烯塗層有效地保護鋰箔免受水滴的影響，防止了鋰與水之間的任何反應。

該研究還證實，氫離子會穿過傳統氧化石墨烯中的孔隙，這凸顯了消除這些孔隙以增強阻隔性能的重要意義。這一進步爲防護塗層、防鏽以及氫基礎設施方面的新應用敞開了大門。

這項研究意味着材料科學的重大進步，並可能爲具有更強的保護性能的下一代塗層開闢道路。

“展望未來，我們計劃利用氫離子屏障性能用於實際應用，同時應對氧化石墨烯結構中‘孔隙’帶來的挑戰，以開發更多功能，”助理教授畠山在概述其研究的下一步時解釋道。