3月12日，全球首个“气体分子二极管”在北京亮相了。北京大学集成电路学院的王路达教授和联合力学与工程科学学院的宋柏教授团队，把这一科研突破带来了我们的面前。在光明日报的采访中，晋浩天记者说，这个发明是为了把电子二极管的单向控制原理应用到气体分子中去。现在，气体分子也能像电子一样，被控制得只往一个方向流动了。王路达教授说，电子和气体分子是两个不同的世界，一个像是训练有素的士兵，听从指挥行动；另一个则像是一群自由散漫的“自由兵”。这个团队就把这群自由兵给“管住”了，让它们也排起了队，只能朝着一个方向走。团队的灵感来自于石墨烯这种超薄材料。他们在石墨烯上钻了一个孔，这个孔和分子个头差不多大。但不同的是，这个孔有一边是平坦的坡路，分子只要稍用点力就能轻松翻越；另一边则是陡峭的台阶，分子几乎过不去。这种不对称的设计就是为了给分子设置一道关卡，让它们只能单向通行。王路达教授形容这就像是在头发丝上雕刻大型画作。团队自主研发了一套系统来控制孔的大小和形状，他们还给系统装上了眼睛，能实时监测气体分子通过的速度。一旦孔的大小合适了，系统就会自动停止工作。团队还准备了多组器件进行测试，结果显示氧气、氮气等7种气体都能实现单向流动。王路达教授说，“这个发明不仅是实验室里的发现，”它还有望在现实生活中发挥作用。以后我们分离氧气、氮气等重要气体可能会更节能、更低碳、更高效。