AM：分子自组装调节原子薄石墨烯膜中的纳米孔以实现高选择性运输

由二维材料中的纳米孔组成的原子薄膜有望在几个关键应用中超越聚合物膜的性能，包括水净化、化学和气体分离以及能量收集。然而，制备具有精确孔径分布的膜，在可伸缩的框架内提供极高的选择性和渗透性仍然是一个突出的挑战。

基于此，为绕过这些限制，麻省理工学院Rohit Karnik，韩国科学技术研究院Doojoon Jang报道了开发了一种平台技术，利用相对带电的聚电解质在较大的、相对泄漏的原子薄纳米孔上优先自组装的能力，通过较大孔的较低空间位阻来实现跨孔的分子相互作用。

文章要点

1）通过以这种方式选择性地收紧孔径分布，同时在纳米多孔石墨烯膜的对侧引入相反电荷的聚电解质的自组装被证明可区分纳米孔以密封非选择性的传输通道，同时最小限度地损害较小的选择性水孔，从而显著地减弱溶质泄漏。

2）这一改进的膜选择性使得厘米级纳米多孔石墨烯可以选择性脱盐，在正向渗透下，对MgSO₄和NaCl的截除率分别为99.7%和>90%。

这些发现为提高纳米孔原子薄膜的性能提供了一种通用的策略，并提供了通过独家开发依赖于孔径大小的分子间相互作用来控制跨二维材料的反应的有趣的可能性。

参考文献

Doojoon Jang, et al, Molecular self-assembly enables tuning of nanopores in atomically thin graphene membranes for highly selective transport, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202108940

https://doi.org/10.1002/adma.202108940