沈纯  副研究员

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简介

沈纯，讲师，2019年毕业于南京航空航天大学纳米力学专业，获工学博士学位，师从郭万林院士；2017年12月至2019年8月在美国布朗大学进行访问研究，师从高华健教授。长期致力于生物及仿生体系信号传递的物理力学机制研究，已在Carbon、Journal of Physical Chemistry Letters等国际刊物发表SCI论文10余篇。

教育背景

2009.9–2013.6 本科，南京航空航天大学，飞行器设计与工程

2013.9–2019.12 博士研究生，南京航空航天大学，力学（纳米力学），导师：郭万林 教授

2017.12–2019.8 CSC联合培养博士生，Brown University（美国），合作导师：Prof. Huajian Gao

研究成果

具有精确纳米孔的纳米多孔石墨烯实现了超高的氢和氮选择性

氢气主要通过气体分离获得，其中很大一部分是从氨分解的氢/氮混合物中分离出来的。然而，通过气体分离获得氢气的效率受到气体选择性和渗透性之间的权衡现象限制，称为Robeson上限。我们通过系统的计算模拟发现，自下而上合成的具有高孔密度和精确孔径的纳米多孔石墨烯以高氢渗透率和超高氢/氮选择性显著突破了 Robeson上限。氢气可以很容易地通过密集分布的超窄纳米孔，而氮气则被很高的跨膜能垒阻隔，在我们的分子动力学模拟中，没有观察到氮气可以扩散穿过膜。另外，我们还研究了该薄膜的机械强度，发现其机械强度足以承受实现气体分离需要的压力，并且通过给膜施加应变可以进一步提高氢气的渗透性。上述结果表明，纳米多孔石墨烯薄膜能实现高效的氢/氮分离。该成果发表于Carbon (182: 628, 2021)。

图1纳米孔规则排列的单层多孔石墨烯片能有效阻隔氮气，实现高效氢氮分离。

研究方向

生物分子、低维材料与生物膜相互作用研究

受限水的结构与动力学特性研究

纳尺度神经信号传递研究

代表性成果

1. Chun Shen, Minmin Xue, Hu Qiu and Wanlin Guo. Insertion of Neurotransmitters into a Lipid Bilayer Membrane and Its Implication on Membrane Stability: A Molecular Dynamics Study, ChemPhysChem 18(6) (2017), 626-633.

2. Chun Shen and Wanlin Guo. Ion Permeability of a Microtubule in Neuron Environment. The Journal of Physical Chemistry Letters 9 (2018), 2009-2014.

3.  Chun Shen and Wanlin Guo. Manipulation of Long-Range Water Ordering in Less Confined Nanotubes, The Journal of Physical Chemistry C 123 (2019), 10101-10106.

4. Chun Shen, Hu Qiu and Wanlin Guo. Soliton-like propagation of dipole reorientation in confined single-file water chains, Nanoscale 11 (2019), 19387-19392.

5. Chun Shen, Guijin Zou, Wanlin Guo, Huajian Gao. Lipid coating and end functionalization govern the formation and stability of transmembrane carbon nanotube porins, Carbon 164 (2020), 391-397.

6. Xuemei Li, Chun Shen, Qin Wang, Chi Man Luk, Baowen Li, Jun Yin, Shu Ping Lau and Wanlin Guo. Hydroelectric generator from transparent flexible zinc oxide nanofilms, Nano Energy 32 (2017) 125-129.

7. Hu Qiu, Minmin Xue, Chun Shen and Wanlin Guo. Anomalous cation diffusion in salt-doped confined bilayer ice, Nanoscale 10(19) (2018) 8962-8968.

8. Wenwen Fei, Chun Shen, Shiyu Zhang, Hongye Chen, Luxian Li and Wanlin Guo. Waving potential at volt level by a pair of graphene sheets, Nano Energy 60 (2019) 656-660.

9.  Hu Qiu, Minmin Xue, Chun Shen, Zhuhua Zhang, Wanlin Guo. Graphynes for Water Desalination and Gas Separation, Advanced Materials (2019) 1803772.

10. Hongye Chen, Liaoyu Wang, Chun Shen, Jiahuan Zhang, and Wanlin Guo. Strong electron-ion coupling in gradient halide perovskite heterojunction, Nano Research (2020).