近日，蘭州大學(xué)稀有同位素前沿科學(xué)中心陳熙萌、李湛團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)題為“構(gòu)建二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)通道：利用工程化生物膜和石墨烯進(jìn)行精準(zhǔn)的鈧篩分”的突破性研究成果發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)。團(tuán)隊(duì)成員利用工程生物膜和氧化石墨烯納米片之間的二級(jí)結(jié)構(gòu)，成功構(gòu)建了一種具有高效分離性能的二維異質(zhì)通道。這項(xiàng)全新的膜技術(shù)不但實(shí)現(xiàn)了鈧離子的選擇性識(shí)別與篩分分離，還對(duì)其他稀土元素的分離和提純具有重要意義。

此外，研究團(tuán)隊(duì)借鑒細(xì)胞仿生膜的特性，將其與氧化石墨烯結(jié)合，進(jìn)一步優(yōu)化了膜的選擇性和穩(wěn)定性。仿生膜模仿了天然細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，具備自我修復(fù)、選擇性透過等優(yōu)點(diǎn)，使得二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)通道在實(shí)際應(yīng)用中更加高效和可靠。通過引入仿生膜，研究團(tuán)隊(duì)成功解決了傳統(tǒng)膜分離技術(shù)中存在的一些局限，使膜分離技術(shù)在稀土元素的分離純化方面取得了突破性進(jìn)展。

與傳統(tǒng)方法相比，該方法不僅簡(jiǎn)單、快速、高效、綠色環(huán)保、低成本，而且展現(xiàn)出對(duì)鈧離子(Sc3+)的更加出色選擇性分離性能(Ce3+/Sc3+選擇性系數(shù)高達(dá)167, La3+/Sc3+選擇性系數(shù)高達(dá)103, Yb3+/Sc3+選擇性系數(shù)高達(dá)69)，此外研究人員也通過長(zhǎng)期穩(wěn)定性和拉伸應(yīng)變測(cè)試驗(yàn)證了膜分離性能的非凡穩(wěn)定性，為工業(yè)化大規(guī)模的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。該技術(shù)提供了一個(gè)穩(wěn)定且精確的二維異質(zhì)通道，顯著提高了鈧和其他稀土元素的分離選擇性和效率，不僅為其他稀土元素的分離和提純提供了新思路，也為醫(yī)用稀土放射性核素的高效分離提供了新的解決方案。未來，此項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)可在醫(yī)學(xué)和工業(yè)應(yīng)用中廣泛推廣，為稀土資源的高效利用和可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。