北京大学集成电路学院的王路达教授跟力学与工程科学学院的宋柏教授联手，弄出了一个全世界都没见过的新鲜玩意儿，叫做“气体分子二极管”。这东西跟普通二极管挺像的，就是以前管的是电子走不走，现在他们想把这招用在气体分子上，也给它们在微观世界里划一道“单行道”。他们做的器件特别牛，两边气体跑的速度能差出快百倍，也就是一边跑得飞快，另一边根本动不了。这在以后要是用在气体分离上，肯定能省不少电，还挺环保的。 王路达教授解释说，大家平时看到的二极管就像是个只让电流往一个方向走的“大门”，要是把电子比作能听指挥的士兵，那气体分子就像一群不听话的自由兵。但现在团队把这群兵给排好了队，让它们全都朝一个方向看。 这个设计的灵感是从一种特别薄的材料——石墨烯里来的。这种材料只有一个原子那么厚，薄得就像一层二维的神奇薄膜。团队就在这个薄膜上打了个孔，这孔的大小正好跟氧气、氮气这些小分子差不多大。更绝的是，他们在孔周围设计了个不对称的结构。 比如分子从一边过来，就像走个缓坡，稍微使劲就能翻过去；但从另一边过来，就要面对一道像悬崖一样的陡峭台阶，几乎没法跨过去。就是靠着这种原子级别的高低落差，才把气体分子给“锁”在了一个方向上。王路达形容说，在头发丝上雕一幅巨型画还容易点，在这么薄的石墨烯上刻出形状不对称的小孔太难了。 好在他们自研了一套特别聪明的系统。这套系统能一边给石墨烯打孔，一边盯着气体分子穿过的速度。就像有双眼睛一样，只要系统发现气体跑过的速度有了明显变化，就知道孔的大小正好合适了，这时候它就会自动停下不再操作了。 为了检验效果，他们准备了好多组器件去测了10种不同的气体。结果发现氧气、氮气等7种气体都很好地体现了这种定向通行的特性。王路达觉得这不仅仅是个实验室的新发现，以后说不定真能派上大用场。以后提纯氧气或者氮气这些重要气体的时候，可能会比现在更省力、更省钱、也更低碳环保。