近日，兰州大学稀有同位素前沿科学中心的陈熙萌、李湛团队取得了一项重要突破，他们成功地利用工程化生物膜和石墨烯构建了一个二维异质结构通道，实现了钪的精准筛分。这一研究成果对于钪资源的提取和利用具有重要意义。
据了解，兰州大学科研人员利用工程生物膜和氧化石墨烯纳米片之间的二级结构，构建了一种具有高效分离性能的二维异质通道。这项全新的膜技术不但实现了钪离子的选择性识别与筛分分离，还对其他稀土元素的分离和提纯具有重要意义。
膜分离技术作为一种先进的新兴分离技术，因其绿色环保、无相变、无添加剂引入、易于自动化操作等优势，已被广泛应用于工业、农业、食品与药物生产领域。研究团队受细胞离子通道蛋白的启发，创新性地将工程生物膜嵌入氧化石墨烯膜层之间，通过在异质通道中引入具有超强亲和力的镧离子结合蛋白，实现了对特定稀土离子的精准识别和筛选。工程细菌外膜首次被剥离并插入氧化石墨烯膜层之间，利用外膜中丰富的脂类和糖类与氧化石墨烯膜功能基团之间的相互作用，精确固定膜层间距，大幅提升了膜的热力学稳定性和机械性能。
研究团队借鉴细胞仿生膜的特性，将其与氧化石墨烯结合，进一步优化了膜的选择性和稳定性。仿生膜模仿了天然细胞膜的结构和功能，具备高机械性能、高选择性与高透过率等优点，使得二维异质结构通道在实际应用中更加高效和可靠。
实验结果表明，这种二维异质结构通道可以实现对钪的高效筛分和回收。相比于传统的方法，该方法不仅具有更高的筛选效率，而且还可以减少能源消耗和环境污染。此外，该方法还可以应用于其他稀有元素的提取和回收中，具有广泛的应用前景。
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