由二维材料组成的纳米叠层膜由于尺寸受限的扩散和纳米组装中的电荷效应而成为用于分子筛分的有前途的候选材料，然而这些材料由于亲水性而具有弱的机械性能和在水中的不稳定性。

近日，受天然珍珠层结构的启发，中科院理化技术研究所闻利平研究员，北京航空航天大学张千帆副教授报道了一种具有相反电荷和不对称纳米通道的离子门控异质结。

文章要点

1）研究发现，纳米纤维和纳米片形成了一种典型的砖和砂浆结构，与其他所报道的材料相比，这种结构具有良好的机械强度。此外，异质结有助于抑制浓度极化和产生自发电位梯度。

2）基于受限脱水和电荷排斥效应，研究人员揭示了Li⁺>Na⁺>K⁺>Mn²⁺>Ca²⁺的有序输运顺序，与离子价态和半径有关。

3）结果显示，这种离子门控可用于锂离子的萃取，Li⁺/Na⁺和Li⁺/K⁺的选择性分别为2.52和4.78。因此，可应用于锂离子电池和离子分离膜的设计。

参考文献

Xin et al., Nacre-like Mechanically Robust Heterojunction for Lithium-Ion Extraction, Matter (2020)

DOI：10.1016/j.matt.2020.12.003

https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.12.003