近年来子液体(ILs)与氧化石墨烯(GO)复合材料在CO₂的捕集和分离、太阳能电池、电解液、超级电容器等方面得以广泛应用，因此，剖析ILs和GO的相互作用机理至关重要。

    中科院过程所离子液体研究团队采用密度泛函理论（DFT）计算的方法，研究了不同ILs在GO表面吸附机理。结果表明，阴离子类型、范德华力和ILs在GO上的吸附位置是影响ILs与GO相互作用的主要因素；ILs在GO的羟基一侧时，ILs与GO之间的主要作用力是氢键、范德华等弱相互作用，GO吸附ILs后，ILs的阴阳离子间的氢键作用减弱；态密度研究结果表明，当ILs吸附在GO表面时，态密度发生了显着的变化，发生了部分能量转移，IL-GO复合结构的态密度相对于ILs或GO费米能负迁移，这表明吸附伴随着电荷从GO向被吸附的ILs转移。ILs不在GO的羟基一侧时，GO表面和ILs之间的范德华相互作用通过π...π，C-H...π，和X...π (X为来自于阴离子的N，O和F)相互作用。

    该项工作通过密度泛函理论对离子液体与氧化石墨烯的微观作用机理进行了系统深入研究，为离子液体和氧化石墨烯的广泛应用提供了理论支撑。

图1. ILs在GO表面吸附

图2. ILs与GO的非共价相互作用

原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41929-020-0440-2

原文作者：
Xiaoben Zhang , Shaobo Han, Beien Zhu , Guanghui Zhang, Xiaoyan Li, Yi Gao *, Zhaoxuan Wu, Bing Yang*, Yuefeng Liu, Walid Baaziz, Ovidiu Ersen, Meng Gu*, Jeffrey T. Miller and Wei Liu*