应姚远副教授邀请,华东理工大学/浙江大学物理学院方海平教授到我校进行学术访问,并开展williamhill威廉希尔“明德讲堂”学术报告,欢迎广大师生参加。
报告题目:碳基芳香环-离子-水:基于石墨烯膜的离子筛分、Na2Cl/Na3Cl/NaCl2二维晶体和Ca/Mg诱导的生物磁性
报告时间:2025年8月13日(星期三) 15:00-16:00
报告地点:明德楼C1004会议室
报告摘要:
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。芳香环富含π电子,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,导致水溶液中的离子-π作用被大幅度减弱,从而在水溶液中的离子与芳香环的作用一直被低估。如果考虑到石墨烯等的多芳香环结构和溶液中的大量离子,我们认为水合离子-π作用会有质的提升。在这个报告中,将介绍我们在过去十几年中的相关进展。<1>理解碳纳米管为什么不能作为高性能脱盐材料,提出改进方案,被实验验证[1]。<2>理论提出并实验上实现了用水合离子精确控制石墨烯膜的层间距,并展示了其出色的离子筛分性能[2]。<3>发现石墨烯上Na2Cl/Na3Cl/NaCl2/CaCl/MgCl等二维晶体,他们具有特殊的电子结构,包括金属性和铁磁性 [3]。对富含芳香环的生物分子,在Ca、Mg离子诱导下表现出很强的顺磁性和铁磁性[4]。
[1] Liu et al., Phys. Rev. Lett. 115, 164502 (2015);121, 226102(2018).
[3] Chen et al., Nature 550, 380 (2017).
[4] Shi et al., Nature Chem. 10,776(2018); Zhang et al., Natl. Sci. Rev. 8 (2021) nwaa274
[5] Yang et al., Arxiv: 2011.12797v2
报告人简介:
方海平,华东理工大学/浙江大学物理学院教授。毕业于中科院理论物理研究所(1994博士)。曾就职于复旦大学、中科院上海应用物理研究所。长期从事界面水、纳米生物学和理论物理学的交叉研究,特别是受限尺度空间中水和离子的特性、及其诱导的生物分子特性和具有非常规化学元素配比的新材料等。系列工作以通信作者发表在Nature、Nat. Mater.、Nat. Chem.、Nat. Nanotechnol.、Nat. Commun.、Natl. Sci. Rev.、PNAS、PRL、JACS和Energy Environ. Sci. 等。获中国科学院百人计划、国家杰出青年基金,上海市自然科学一等奖。