華東理工大學(xué)物理學(xué)院方海平教授團(tuán)隊(duì)的研究項(xiàng)目“固液微觀界面動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的理論研究及其應(yīng)用”研發(fā)出一項(xiàng)落地成果——一款便攜式海水淡化器。外形和尺寸類似保溫杯的它，重量不到1公斤，可為落海者提供超過一周的淡水。

那么，這個(gè)“保溫杯”淡化海水的奧秘是什么呢？其實(shí)原理很簡(jiǎn)單——它內(nèi)部采用了特殊的氧化石墨烯膜，能夠有效阻擋并過濾鹽離子，同時(shí)允許水分子通過。然而，這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)要求將石墨烯的層間距控制在十分之一納米的精度，這無疑是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的課題。

方海平團(tuán)隊(duì)基于統(tǒng)計(jì)物理理論，認(rèn)識(shí)到離子-π作用在水溶液中的重要性，并結(jié)合量子力學(xué)計(jì)算，開發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算軟件，提出要利用離子精確控制石墨烯膜的層間距，以實(shí)現(xiàn)離子篩分和海水淡化。令人興奮的是，實(shí)驗(yàn)成功驗(yàn)證了這一理論預(yù)言。

基于離子控制石墨烯膜的基礎(chǔ)研究，團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一款實(shí)用化的石墨烯復(fù)合海水淡化膜。根據(jù)裝機(jī)實(shí)測(cè)的結(jié)果，該膜的水通量約為美國(guó)陶氏海水淡化膜水通量的15倍，是目前最先進(jìn)的實(shí)用化海水淡化膜之一。