很久以来，有人猜测，使用2-D薄膜厚度类似于石墨烯的薄膜，能取得更好的效果。由于不像传统薄膜，原子级的薄膜应该能使气体流动得更容易，从而达到同样的选择性。
一支来自曼彻斯特大学的研究团队正在与比利时和中国的科学家合作，利用低能量电子在悬浮的石墨烯上打出单个原子级的空洞。空洞的大小只有2埃左右，甚至比氦原子和氢原子还小。
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研究者称，氦气或氢气这类气体，与氮气、甲烷或氙气相比，这些孔具有极好的选择性，超过99.9%。另外，空气分子如氧气和氮气比二氧化碳更容易穿过孔隙，二氧化碳的捕获率超过95%。
要实现二维薄膜的实用化，就必须寻找具有内在孔隙的薄层材料，也就是晶格自身的孔。研究人员说，用来过滤气体的精密筛网当然是可能的。实际上，这种精密筛网与用来过滤沙粒的筛网并无区别。但是，要使该技术具有工业意义，实际上需要有致密孔洞的薄膜，而不是像在研究中第一次证明这个概念时创建的单孔。这是实现工业气体分离所需要的高流量的唯一途径。
现在，这个团队正在计划寻找这种含有大量内部孔隙的二维材料，这是未来气体分离技术最有前景的材料。很多石墨烯都是碳原子薄型异构体，但是还没有大规模生产。另外一些材料看上去像石墨烯，但是具有更大的碳环，其尺寸类似于曼彻斯特研究者们发明和研究的单孔。合适的尺寸或者能够使石墨烯很好地用于气体分离。
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相关论文被发表在《自然-通讯》上，题为《Exponentially selective molecular sieving through angstrom pores》。
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