近日，記者從蘭州大學獲悉，該校稀有同位素前沿科學中心陳熙萌、李湛團隊的一項題為“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行精準地鈧篩分”的突破性研究取得重要進展。

據(jù)了解，蘭州大學科研人員利用工程生物膜和氧化石墨烯納米片之間的二級結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了一種具有高效分離性能的二維異質(zhì)通道。這項全新的膜技術(shù)不但實現(xiàn)了鈧離子的選擇性識別與篩分分離，還對其他稀土元素的分離和提純具有重要意義。

膜分離技術(shù)作為一種先進的新興分離技術(shù)，因其綠色環(huán)保、無相變、無添加劑引入、易于自動化操作等優(yōu)勢，已被廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品與藥物生產(chǎn)領(lǐng)域。研究團隊受細胞離子通道蛋白的啟發(fā)，創(chuàng)新性地將工程生物膜嵌入氧化石墨烯膜層之間，通過在異質(zhì)通道中引入具有超強親和力的鑭離子結(jié)合蛋白，實現(xiàn)了對特定稀土離子的精準識別和篩選。工程細菌外膜首次被剝離并插入氧化石墨烯膜層之間，利用外膜中豐富的脂類和糖類與氧化石墨烯膜功能基團之間的相互作用，精確固定膜層間距，大幅提升了膜的熱力學穩(wěn)定性和機械性能。

研究團隊借鑒細胞仿生膜的特性，將其與氧化石墨烯結(jié)合，進一步優(yōu)化了膜的選擇性和穩(wěn)定性。仿生膜模仿了天然細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，具備高機械性能、高選擇性與高透過率等優(yōu)點，使得二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)通道在實際應用中更加高效和可靠。

蘭州日報社全媒體記者 華靜

責任編輯：王旭偉