维度网讯，中国科学院理化技术研究所王健君、薛涵团队联合香港城市大学曾晓成教授团队、北京师范大学方维海院士与朱重钦教授团队等多所机构，近日利用纳米限域空间中水冰点显著降低的现象，提出一种“时标分离”新方法，成功构建了氧化石墨烯-高分子复合膜，实现了通道间距的精确控制与膜结构的长期稳定。该方法将单体分子的“组装控距”与“固化定距”分步进行，利用层间水与体相水的冰点差异，先在低温下完成有序组装，再通过聚合反应固定通道结构。

传统方法中，单体分子的组装和聚合固化过程相互纠缠，难以精确控制内部结构。研究团队表示，这种策略将膜通道的精确调控与结构稳定性同步实现，解决了传统方法中通量与选择性相互制约、膜材料易溶胀变形等难题。“通常，要让膜的通量大，通道就得宽一些；可通道一宽，选择性就下来了，而且膜在水里还容易溶胀变形。”论文通讯作者、中国科学院理化技术研究所研究员王健君介绍说。

该方法具有良好的通用性，适用于多种分子体系。依托大量实验与多尺度理论计算，研究团队揭示了纳米限域下分子组装与聚合固化的微观机制。基于该策略制备的复合膜，不仅展现出优异的稳定性，更实现了对水合直径差异小于0.1埃的铷离子与钾离子的有效分离，突破了以往“通量、选择性、稳定性”难以同时兼顾的局限。