研究人员使用无孔氧化石墨烯开发质子阻挡膜

熊本大学的研究小组由工业纳米材料研究所的助理教授Kazuto Hatakeyama和Shintaro Ida教授领导，宣布了使用缺乏内部孔隙的氧化石墨烯（GO）在氢离子阻挡薄膜方面的突破性进展。这一创新方法发表在Small上，有望在各种应用的保护涂层方面取得重大进展

在他们的研究中，研究小组成功地合成并开发了一种不含孔的新型氧化石墨烯薄膜。传统上，GO以其高离子电导率而闻名，这使得它很难用作离子屏障。然而，通过消除内部孔隙，该团队创造了一种具有显著改善的氢离子阻隔性能的材料

热成像相机记录的水与涂有GO的锂金属的反应。来源：Small（2024）。DOI:10.1002/smll.202400707

与传统的GO薄膜相比，新型氧化石墨烯薄膜的氢离子阻隔性能提高了100000倍，交流阻抗光谱的平面外质子电导率结果证明了这一点。这一突破在实验中得到了进一步证实，其中无孔氧化石墨烯涂层有效地保护了锂箔免受水滴的影响，防止了锂和水之间的任何反应

该研究还证实，氢离子会穿过传统GO中的孔隙，突显了消除这些孔隙以提高阻隔能力的重要性。这一进步为保护涂层、防锈和氢气基础设施的新应用打开了大门

热成像相机记录的水与涂有Pf-GO的锂金属的反应。来源：Small（2024）。DOI:10.1002/smll.202400707

这项研究标志着材料科学的重大进步，并可能为具有增强保护性能的下一代涂料铺平道路

Hatakeyama助理教授在概述其研究的下一步时解释说：“展望未来，我们计划利用氢离子屏障性能进行实际应用，同时解决GO结构中‘孔’带来的挑战，以解锁额外的功能。” More information: Tatsuki Tsugawa et al, Anomalous Proton Blocking Property of Pore‐Free Graphene Oxide Membrane, Small (2024). DOI: 10.1002/smll.202400707

Journal information: Small