Ultimative Permeation durch atomar dünnes poröses Graphen

Eine zweidimensionale (2D) poröse Schicht kann eine ideale Membran zur Trennung chemischer Mischungen bilden, da ihre infinitesimale Dicke ultimative Permeation verspricht. Graphen - mit großer mechanischer Festigkeit, chemischer Stabilität und inhärenter Undurchlässigkeit - bietet ein einzigartiges 2D-System, um diese Membran zu realisieren und den Massentransport zu untersuchen, sofern sie präzise perforiert ist. Wir berichten über einen hocheffizienten Massentransfer über physisch perforiertes Doppelschicht-Graphen, das bis zu mehreren Millionen Poren mit eng verteilten Durchmessern von weniger als 10 Nanometern bis 1 Mikrometer aufweist. Die gemessenen Transportraten stimmen mit den Vorhersagen der 2D-Transporttheorien überein. Aufgrund ihrer atomaren Dicken zeigen diese porösen Graphenmembranen Permeabilitäten von Gasen, Flüssigkeiten und Wasserdampf, die weit über denen von Membranen mit endlicher Dicke liegen und heben die ultimative Permeation hervor, die diese 2D-Membranen bieten können.