离子选择性膜是生物、能源和计算系统的基本组成部分。然而，制造能够以高选择性和高渗透性分离相似大小和相同电荷的离子的固态超薄膜仍然是一个挑战。

在这里，芝加哥大学Chong Liu提出了一种利用远程电场来原位制造高密度(亚)纳米孔的方法。

文章要点

1）该方法利用少层多晶MoS₂中的晶界来合成纳米多孔膜，其平均孔径可调范围为直径<1至约4纳米（原位孔扩展分辨率为~0.2 nm² s⁻¹）。这些膜表现出对单价离子(K⁺、Na⁺和Li⁺)以及二价离子(Mg²⁺和Ca²⁺)的选择性传输，优于现有的具有相似总渗透性的二维材料纳米多孔膜。

2）研究人员利用分子动力学模拟研究了选择性机制，揭示了阳离子与孔内缓慢水之间的相互作用以及阳离子-阴离子之间的相互作用导致离子之间观察到不同的传输行为。

参考文献

Hoenig, E., Han, Y., Xu, K. et al. In situ generation of (sub) nanometer pores in MoS2 membranes for ion-selective transport. Nat Commun 15, 7911 (2024).

DOI：10.1038/s41467-024-52109-8

https://doi.org/10.1038/s41467-024-52109-8