Pore Diameter and Chemistry Modulated Flexible Ion Selectivity through a Single-Layer MoS2 Nanopore

纳米孔 离子 选择性 纳米孔 二硫化钼 纳米技术 材料科学 化学 化学物理 有机化学 复合材料 生物化学 催化作用
作者
Qi Han,Zhenyu Zhang,Lei Li,Kedong Bi
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:127 (23): 11076-11084 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.3c00444
摘要

Nanoporous membranes based on 2D materials are promising as the most efficient technologies for practical engineering applications such as seawater desalination, ion sieving, and gas separation. In this work, we utilize various nanopores in molybdenum disulfide (MoS2) membranes to enable flexible ion selectivity that is tuned efficiently by adjusting pore diameter and surface chemistry. We theoretically uncover the molecular mechanisms that lead to MoS2 nanopores with varied diameters and pore atom chemistry exhibiting distinctly different ion selectivity. MoS2 nanopores with S atoms at the nanopore boundary facilitate K+ ion translocation and rejection of Cl– ions. MoS2 nanopores with Mo atoms at the nanopore boundary permit Cl– ion translocation and reject K+ ions. The average flow velocity of K+ ions in the MoS2 nanopore with S atoms at the nanopore boundary is larger than that of Cl– ions in the MoS2 nanopore with Mo atoms at the nanopore boundary. This phenomenon is attributed to the totally different ion transport mechanisms modulated by the nanopore boundary atoms. This work provides new insights into designing multifunctional membranes on a single 2D material membrane with flexible and optimal ion selectivity toward broad applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
顾矜应助tianchuang采纳,获得10
1秒前
2秒前
tiantianwang完成签到,获得积分10
2秒前
jackmilton完成签到,获得积分10
2秒前
小蘑菇应助ANTianxu采纳,获得10
3秒前
3秒前
bear发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
苏苏完成签到,获得积分10
4秒前
molihuakai应助张必雨采纳,获得10
5秒前
乐求知完成签到,获得积分10
5秒前
ham发布了新的文献求助10
5秒前
内向的书雁应助龙猫抱枕采纳,获得100
5秒前
archiz发布了新的文献求助10
6秒前
练习者发布了新的文献求助10
6秒前
科研通AI6.3应助GGGGGG采纳,获得10
7秒前
8秒前
无极微光应助dunganli采纳,获得20
9秒前
horsam发布了新的文献求助10
9秒前
zhangjie301完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
Xander发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
星辰大海应助SKF采纳,获得40
10秒前
ZeKaWa应助XY采纳,获得10
11秒前
彭于晏应助圣晟胜采纳,获得10
11秒前
11秒前
阿批pa啤啵完成签到,获得积分10
12秒前
JamesPei应助醉生梦死采纳,获得10
13秒前
爱May发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
qy关注了科研通微信公众号
15秒前
15秒前
无限的迎松完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
feiyafei发布了新的文献求助10
16秒前
李爱国应助Xander采纳,获得10
16秒前
Ava应助56采纳,获得10
16秒前
小二郎应助天天采纳,获得10
16秒前
结实星星发布了新的文献求助10
17秒前
高分求助中
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 1200
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Software that combines deep learning,3D reconstruction and CFD to analyze the state of carotid arteries from ultrasound imaging 500
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 450
Adhesion Science: Principles & Practice 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6492290
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8289950
关于积分的说明 17689725
捐赠科研通 5584079
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2915278
邀请新用户注册赠送积分活动 1892419
关于科研通互助平台的介绍 1750464