分离阻隔

该纳米孔展现出高离子选择性和整流电流-电压特性。静电门控显著提升整流比至超高压值。跨膜电压诱导TLG纳米孔呈现可逆的导电“开”和“关”状态，模拟了电兴奋细胞中的动作电位。理论建模揭示，通过1纳米厚锥形通道的独特离子传输，归因于TLG纳米孔基部和尖端处电双层（EDL）重叠强度的对比。结合内部不均匀电场，这导致整流方向发生逆转，与传统微观锥形通道截然不同。本研究为开发超薄体外仿生装置提供了新思路，其在能量转换和生物传感等领域具有广泛应用前景。

通过引入碳纳米管（CNT）网络作为力学支撑框架，GO层原本的百纳米级支撑网格（衬底膜孔径导致）分割为”纳米级网格”。通过结构设计后的GO/CNT复合膜耐压强度达60 bar（较纯GO膜提升3倍），水通量最高可达966 L m-2 h-1（单位厚度通量较其他GO基纳滤膜提升1-3个量级）。

为了调整单层多孔石墨烯膜的孔径分布和电荷分布，作者使用分子工程技术，选择性得封堵石墨烯膜中缺陷和大孔，实现膜孔径的缩小和分布的收紧，同时在膜表面引入正电荷，形成分子工程修饰的单层多孔石墨烯膜。该膜能够实现单/单价和单/二价阳离子的的高效分离，K+/Li+和K+/Mg2+的分离比分别可达20和330以上，并在处理废旧锂离子电池浸出液时，可以实现Li+和Co2+、Ni2+、Mn2+离子的高效分离，分离比可超过900，进而实现对锂资源的高效回收。

本文的发现不仅丰富了对二维材料系统中水扩散的理解，而且使石墨烯薄膜接近于实际应用，如薄膜封装和先进封装。此外，为了实现所开发的阻挡膜的商业应用，应该开发基于卷对卷传输路线的批量传输系统，可能配备等离子体处理系统，以及薄膜张力传感器和控制系统。此外，还应引入TBO和PVDF的喷涂，以及以起泡为基础的分层，这与批量转移相对兼容。

研究发现，在实现大面积石墨烯的均匀氧化中，氧化剂的质量传递起着至关重要的作用。石墨烯转移过程中的裂纹形成，也限制了再现性，使用不需要精细浮动和处理石墨烯的方案，消除了裂纹形成，从而在交叉流模块中，实现了高性能50-cm2石墨烯膜。