新型石墨烯薄膜可高效净化水。

中美研究人员在新一期美国《科学》杂志上发表论文，介绍了一种由石墨烯等材料开发的超薄高强度膜，可高效分离水中的盐离子和有机污染物，有望用于水净化、化工原料分离提纯等领域。

据介绍，石墨烯等只有一个原子厚度的二维材料是构建超薄纳滤膜的理想材料，但单层石墨烯薄膜会受到开裂等问题的影响，因此相关研究中一直存在如何实现优异的机械强度和大面积无裂纹制备的问题。

中国武汉大学袁泉团队与美国加州大学洛杉矶分校段险峰团队合作，利用力学性能优异、具有多孔结构的碳纳米管薄膜作为石墨烯薄膜的力学支撑层，从而将石墨烯薄膜分割成多个微区域，形成类似建筑“水立方”、树叶或昆虫翅膀表面的结构。

研究表明，这种被称为“石墨烯纳米屏/碳纳米管复合膜”的材料，孔径约为0.6 nm，大于水分子的孔径(约为0.3 nm)，但小于某些金属盐离子的孔径(水合钠离子约为0.7 nm)。从而有效分离水分子和盐离子，对钠、钾、镁等金属盐离子的截留率可达85%以上，消除水溶液中的有机污染物。

这种膜渗透率高，1 cm 2膜在一定压力下每分钟可产纯水1 ml，是一些传统同类膜的10倍至100倍。其力学性能也很好，在弯曲变形下仍能保持结构完整性和透水性。

论文第一作者、武汉大学研究员杨表示，该研究克服了二维材料在分离领域实际应用的局限性，开启了一扇高效选择性分离的大门。