马太分离效应：一种具有高K+选择性和渗透性的非对称MXene膜

生物K⁺离子通道对自然界生物体的活动有着至关重要的作用，然而因其结构的特殊性和内在传输机理的缺乏，人工K⁺离子通道的精准构建一直停步不前，设计具备生物K⁺通道功能的人工通道材料对其后续研究至关重要，该团队以二维MXene纳米片作为分离通道的构筑单元，通过特异性修饰剂对二维通道进行精细非对称修饰，匹配得到最佳的识别层和加速层结构。文章表明，在非对称MXene层状膜中K⁺/Na⁺分离选择性可达到9，同时K⁺渗透速率同步增加，实验和模拟结果表明:①与Na⁺相比，冠醚掺入修饰的识别层对K⁺具有较强的亲和力，有利于K⁺的识别和选择;②与Na⁺的输运相比，加速层的合理设计可以使富集在识别层（RL）中的K⁺通过传输层的限域效应更快地转运目标离子。这种巧妙的识别层和促进层匹配设计使不对称MXene(Ti₃C₂T_x)膜具有马太K⁺输运放大效应。基于选择层中特定的K⁺识别效应和促进层对K⁺的限域传质增强效应，所得到的膜具有高K⁺/Na+选择性和快速K⁺渗透性。该团队所设计的具有马太效应的二维MXene膜具有显著的单价离子筛分性能，为二维材料膜的离子筛分及结构设计提供了新的见解。