Anomalous water molecular gating from atomic-scale graphene capillaries for precise and ultrafast molecular sieving
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The pressing crisis of clean water shortage requires membranes to possess effective ion sieving as well as fast water flux. However, effective ion sieving demands reduction of pore size, which inevitably hinders water flux in hydrophilic membranes, posing a major challenge for efficient water/ion separation. Herein, we introduce anomalous water molecular gating based on nanofiltration membranes full of graphene capillaries at 6 Å, which were fabricated from spontaneous π-π restacking of island-on-nanosheet graphitic microstructures. We found that the membrane can provide effective ion sieving by suppressing osmosis-driven ion diffusion to negligible levels (~10 –4 mol m –2 h –1 ); unexpectedly, ultrafast bulk flow of water (45.4 L m –2 h –1 ) was still functional with ease, as gated on/off by adjusting hydrostatic pressures within only 10 –2 bar. We attribute this seemingly incompatible observation to graphene nanoconfinement effect, where crystal-like water confined within the capillaries hinders diffusion under osmosis but facilitates high-speed, diffusion-free water transport in the way analogous to Newton’s cradle-like Grotthus conduction. This strategy establishes a type of liquid-solid-liquid, phase-changing molecular transport for precise and ultrafast molecular sieving.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».