中国科学院上海应用物理研究所方海平研究员做客讲座“碳基芳香环-离子-水：基于石墨烯膜的离子筛分、氯化二三钠（Na2Cl Na3Cl）晶体和芳香环在离子溶液中的亲水性”

2019年2月22日下午中国科学院上海应用物理研究所方海平研究员应LETOU.COM乐投赵鸿教授的邀请，来我系进行学术交流，并在物理大楼552报告厅为广大师生做题为“碳基芳香环-离子-水：基于石墨烯膜的离子筛分、氯化二三钠（Na2Cl Na3Cl）晶体和芳香环在离子溶液中的亲水性”的学术报告，物理科学与技术学院相关师生参加了此次报告会。

方海平老师是中国科学院上海应用物理研究所研究员，中国科学院研究生院教授，博士生导师，水科学和技术研究室主任，复旦大学兼职教授。长期从事从宏观到微纳米尺度的理论物理和其他领域的交叉学科研究；近年来侧重界面水、纳米生物学和理论物理学的交叉研究，特别是纳米尺度空间中水和盐水的特性、其生物效应和其启发的物理机理研究。在国内外学术期刊发表论文150余篇，并多次在国内外国际会议上作大会、主题和邀请报告。研究工作已发表在Nature、Nature Nanotechnology、Nature Chemistry、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、Phys. Rev. Lett、Am. Chem. Soc、Energy Environ. Sci等国际权威杂志上。获国家杰出青年科学基金，上海市学科带头人、领军人才。

报告会由物理学系主任蔡伟伟教授主持，蔡老师首先向大家简单介绍了方老师及方老师的研究成果。报告开始方老师向大家介绍了报告的相关研究背景：自然界中水绝大部分以盐溶液的形式存在。芳香环结构（以碳原子为主体的环状结构，例如苯环）广泛的存在于碳基材料和生物分子中，如石墨烯、碳纳米管、富勒烯、芳香环氨基酸、DNA和RNA等。芳香环结构与水分子之间仅存在较弱的van de Waals作用，因此被认为是疏水的。上世纪八十年代，人们发现富含π电子的芳香环与离子之间有强的非共价键作用（离子-π作用）。由于离子与水之间存在水合作用，这样的竞争导致水溶液中的离子-π作用被大幅度减弱，从而一直被忽视。方老师接着介绍了在近十年来，课题组研究人员通过考虑碳基表面上的多芳香环效应和溶液中的多离子效应，重新审视水合离子-π作用，理解离子溶液中碳基表面的一些特性、发现相关的新物理并展示相应应用。自2005年以来，实验表明碳纳米管具有很好的水渗透能力，预期其可以作为性能极佳的脱盐材料，但至2016年依然不能在实验上实现。研究人员认为离子与碳纳米管上的芳香环之间的离子-π作用导致离子被吸附在碳纳米管口，从而阻塞碳纳米管。基于此机理提出的改进方案，其中一种得到最近实验验证。最后方老师和广大师生分享了自己日常科研过程的一些体会。

会后方研究员和与会师生进行了热情互动，并就大家感兴趣的问题，进行了耐心细致的解答。蔡伟伟教授为本次报告会做了精彩总结。