元素百科介绍科学家在石墨烯纳米孔开发方面的进展。石墨烯是一种典型的二维纳米材料，由单层碳原子和蜂窝点阵组成。完美的单层石墨烯不能渗透任何分子。它是迄今为止最薄的隔膜材料，可以分离不同的两相。具有纳米孔的石墨烯具有优异的溶液离子和气体分子选择性，在海水淡化、污水处理、空气净化等领域具有广阔的应用前景。目前，石墨烯纳米孔的制备方法已经在世界上发展起来，但如何在大面积石墨烯样品上快速制备高密度纳米孔尚未得到有效解决。在聚合物纳米孔研究的基础上，中国科学院现代物理研究所材料研究中心的研究人员发明了一种新的快速制备大面积多孔石墨烯的方法，解决了当前多孔石墨烯研究的瓶颈问题。
研究人员将大面积石墨烯转移到PET膜上，形成G/PET复合结构(图A)，然后利用兰州重离子加速器提供的高能重离子辐射G/PET复合结构，在PET中形成石墨烯纳米孔和潜径痕(图B)；采用非对称蚀法在PET中制备锥形孔，形成具有微孔支撑的石墨烯纳米孔(图C)。该方法充分发挥了兰州重离子加速器离子能量高、穿透能力强的特点，可以方便快捷地制备大面积、可控孔密度的多孔石墨烯，并获得授权发明专利。
研究人员利用该方法制备了单个石墨烯纳米孔，准确研究了溶液中离子在纳米孔中的运输特性，发现石墨烯纳米孔不仅具有良好的离子选择性，而且具有巨大的离子整流效应，对微纳流控器件的开发和石墨烯纳滤膜的制备具有重要意义。国家自然科学基金和中国科学院青年创新促进会支持研究工作，相关研究成果发表在ACS Applied Materials & 在Interfaces上。
