时间：6月5日（周四）上午10:30

地点：勤园20-518

报告摘要：

众所周知， 钙、镁原子是一种碱土金属原子，具有两个价电子。迄今为止，自然条件下钙、镁离子的唯一已知价态是+2，相对应的所有种类钙、镁离子晶体都没有磁性且呈现绝缘性。在这个报告中，我们将展示，在还原氧化石墨烯（rGO）膜上的二维CaCl晶体中，钙离子表现出价态为+1的物理行为：二维CaCl晶体具有室温铁磁性、金属性等奇异特性，进一步，对于富含芳香环的生物分子，吸附了钙、镁等二价离子后，不仅仅对外磁场有很强的顺磁响应，还表现出铁磁性。

这些发现的关键是，基于对水合离子-π作用（富含π电子的芳香环与离子之间有强的非共价键作用）的重新认识：溶液中，芳香环上是“水合离子吸附-脱附-（另一个水合离子）吸附-脱附…”的动态过程。对于低浓度离子溶液，离子能精确控制两层（氧化）石墨烯片的间距，使石墨烯膜具有出色的离子筛分性能。在相对高浓度的离子溶液中，石墨和石墨烯的表面上不仅形成二维晶体结构，晶体具有非常规化学配比结构，例如Na2Cl 和CaCl晶体。Na和Ca金属离子具有非常规价态物理行为，因而具有净自旋，相应的晶体具有铁磁性。

这个由Ca诱导的铁磁性发现，为生物磁性的理解打开了新思路，或许也可以为量子生物学提供新的研究方向，还可能能从新的观点理解生物体系中离子的行为。实验表明，对于富含芳香环的生物分子，其组装结构在吸附了钙、镁等二价离子后，对外磁场有很强的顺磁响应，可以被淘宝上买的磁铁所拖动，并且还可以表现为铁磁性。

[1] Shi et al., Nature Chem. 10 (2018) 776

[2] Chen et al., Nature 550 (2017) 380.

[3]Zhang et al., Natl. Sci. Rev. 8 (2021) nwaa274

报告人简介：

方海平，华东理工大学/浙江大学百家乐游戏-百家乐在线游戏 教授。毕业于中科院理论物理研究所（1994博士）。曾就职于复旦大学、中科院上海应用物理研究所、中科院上海高等研究院。长期从事界面水、纳米生物学和理论物理学的交叉研究，特别是受限尺度空间中水和离子的特性、及其诱导的生物分子特性和新材料等。系列工作以通信作者发表在Nature、Nat. Mater.、Nat. Chem.、Nat. Nanotechnol.、Nat. Commun.、Natl. Sci. Rev.、PNAS、PRL、JACS和Energy Environ. Sci.等学术期刊。获中国科百家乐游戏 百人计划、国家杰出青年基金支持，获得上海市自然科学一等奖（2023年）。