熊本大学的研究团队在工业纳米材料研究所助理教授畠山和人（Kazuto Hatakeyama）和教授伊田信太郎（Shintaro Ida）的指导下，在《Small》杂志上发表了一项研究报告，报告称利用无内部孔隙的氧化石墨烯 (GO) 制作氢离子阻隔膜取得了突破性进展。利用这种新方法可以大大改进各种应用的保护涂层。
在研究中，科学家们利用一种新型无孔氧化石墨烯有效地制造出了一层薄膜。由于氧化石墨烯具有很强的离子导电性，因此将其用作离子屏障一直是个难题。另一方面，研究人员通过去除内部孔隙，制备出了一种氢离子阻隔性明显更好的材料。
交流阻抗光谱的平面外质子电导率数据显示，新型氧化石墨烯薄膜的氢离子阻隔性能比标准的 GO 薄膜高出 10 万倍。无孔氧化石墨烯层在测试中进一步验证了这一创新，它成功地将锂箔与水滴隔离开来，并阻止了两者之间的任何相互作用。
研究进一步证明，氢离子会穿过传统 GO 中的孔隙，这强调了封闭这些孔隙对提高阻隔性能的重要性。这一进展为保护涂层、氢基础设施和防锈的使用提供了新的机遇。
这项研究是材料科学领域的一项重大突破，未来可能会开发出具有更好防护性能的涂层。
展望未来，我们计划将氢离子阻隔性能用于实际应用，同时解决 GO 结构中的 “孔隙 “所带来的挑战，以释放更多的功能。
熊本大学助理教授 Hatakeyama
期刊参考：
Tsugawa, T., et al. (2024) Anomalous Proton Blocking Property of Pore-Free Graphene Oxide Membrane. Small. doi.org/10.1002/smll.202400707
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