元素百科介绍了石墨烯纳米孔分离的分析化学进展。石墨烯作为一种二维碳纳米材料，广泛应用于能源电子、生物医学和化学材料领域。目前，许多科学家预测，石墨烯可以作为海水淡化、污水处理和能源电池领域的单原子层过滤膜。
多孔石墨烯分离膜技术
近日，由中国科学院兰州化学物理研究所研究员邱红灯领导的“百人计划”研究团队与中国科学院现代物理研究所、兰州大学等单位合作，成功制备了可用于水溶液中无机金属离子分离的多孔石墨烯分离膜，研究了电场、酸度、温度等因素对无机金属离子选择性分离的影响，并结合密度泛函理论模拟了分离过程。研究表明，石墨烯纳米孔对金属离子的高选择性源于纳米孔周围羧基带来的离子交换。研究表明，石墨烯纳米孔对金属离子的高选择性源于纳米孔周围羧基的离子交换。这项工作为制备多孔石墨烯分离膜和应用石墨烯纳米孔提供了新的思路。研究结果发表在美国《分析化学》杂志上（Analytical Chemistry, 2016, DOI: 10.1021/acs.analchem.6b02175）上。
石墨烯纳米孔研究
此外，研究人员还发现，石墨烯纳米孔通过细胞膜过滤碱金属离子和金属离子的顺序(Rb > K > Cs > Na > Li )惊人地相似，这表明石墨烯纳米孔具有类似细胞膜钾离子通道的功能。同时，还发现石墨烯可以在高盐度和酸度的环境中自发地卷曲成类细胞尺度和结构的单层胶囊或单壁纳米管，而吸附磷脂的石墨烯可以形成与现有细胞结构相似的双层结构胶囊。进一步研究证实，石墨烯可以优先吸附左旋氨基酸。更重要的是，石墨烯卷曲的纳米管具有类似核酸的阿尔法螺旋结构。根据这些研究，闪电高温形成的石墨烯落入原始高酸度和高盐度的海洋中，自发地卷曲成类细胞膜的结构，然后在选择性吸附米勒实验中形成的左旋氨基酸促进了石墨烯表面原始蛋白质的合成。与此同时，随着含磷化合物的出现，石墨烯进一步促进了核酸的形成，进而演变成原始细胞。
