ICN2在内的研究人员经过与西班牙国家研究所合作，现已经开发出均匀纳米多孔石墨烯材料。这是石墨烯研究的一个重要里程碑，它将帮助我们探索电子，过滤和传感等领域的应用。该研究在巴塞罗那科学和技术研究所的新闻发布会上进行了介绍。

该团队包括加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所（ICN2），CiQUS研究中心（隶属于圣地亚哥德孔波斯特拉大学）和Donostia国际物理中心的研究人员。团队由ICREA教授AitorMugarza（ICN2）和DiegoPeña教授（CiQUS）领导，以CésarMoreno博士（ICN2）为第一作者，他们一起成功地创造了石墨烯膜。其可以通过纳米级的原子精度来调节其孔隙。

该材料的研发有何意义？

石墨烯孔的可变化能力可以完全改变材料的性质。通过操纵孔隙大小，石墨烯膜变得可以渗透某些分子，这可能在未来将材料用作过滤器。与石墨烯的其他特性（如强度）相结合，它将非常节能和富有弹性。从温室气体到生物分子，该材料都可以有效的过滤。

此外，在设计孔隙时，它们之间的空间会减少到几个原子大小，将石墨烯从半金属转变为半导体。这将使得它能够在电子领域中使用，并可能取代体积更大，更坚硬的硅元件。

然而，为了生产这种材料，制造方法需要变得更加精确，因为操纵一个原子厚的材料是非常困难的。在这项研究中，该团队使用“自下而上”的方法，利用二维聚合分子自组装理论制备了具有纳米孔隙的石墨烯。

它是如何工作的？

使用本研究中发现的方法，需要前体分子作为初始起点，表现出预想的现象。这些前体由CiQUS的合成化学专家生产和设计。然后他们被带到ICN2进行“自下而上”组装以创建纳米多孔石墨烯。

“自下而上”的方法涉及在高温下进行几轮加热，同时放置在金表面上。这催化了聚合分子并形成“纳米带”的反应。然后纳米带横向结合，产生具有均匀间隔和尺寸孔的2D'纳米网状结构。

应用

所生产的石墨烯是具有类似于硅的电性质，其也可以充当高度选择性的分子筛。这两种功能相结合将使其用于开发滤波器和传感器设备，这些设备将使用电场对通过纳米孔的分子进行分选和阻挡或监测分子的通过。

这些电子读数将提供额外的信息，描述了什么浓度的分子通过毛孔和什么时候通过的。这也有助于开发更有效的DNA测序。

纳米多孔石墨烯膜从污染监测到海水淡化等领域都会有广阔应用。在生物医药中也有潜在应用，比如这些膜可以帮助支撑那些衰竭的器官。

文章来自azonano,原文题目为Using NanoporousGraphene for Smart Filters and Sensors，由材料科技在线整理汇总。