曼彻斯特大学
学分:曼彻斯特大学
曼彻斯特大学的研究人员发现，通过在原子级薄膜上制作原子级孔，应该有可能制造出用于精确高效气体分离的分子筛，包括从空气中提取二氧化碳
如果膜的孔径与原子和分子的尺寸相当，它们可以通过膜，也可以被拒绝，从而根据分子直径分离气体
工业气体分离技术广泛使用这一原理，通常依赖于不同孔隙率的聚合物膜
分离的准确性和效率之间总是有权衡的:你调整的孔径越细，这种筛允许的气体流量就越少
长期以来，人们一直在猜测，使用厚度与石墨烯相似的二维薄膜，可以达到比目前更好的折衷，因为与传统薄膜不同，原子级薄膜应该允许更容易的气体流动，以获得相同的选择性
现在，由曼彻斯特大学安德烈·海姆爵士教授领导的研究小组，与来自比利时和中国的科学家合作，已经使用低能电子在悬浮的石墨烯上打出单个原子尺度的洞
这些空穴的尺寸小至约2埃，甚至比最小的原子如氦和氢还要小
在12月的《自然通讯》杂志上，研究人员报告说，他们实现了几乎完美的选择性(优于99
相对于氮气、甲烷或氙气，氦气或氢气等气体为9%)
此外，空气分子(氧气和氮气)相对于二氧化碳更容易通过孔隙，二氧化碳的捕集率大于95%
科学家们指出，要使二维薄膜实用化，必须找到具有内在孔隙的原子级薄材料，即晶格内部的孔隙
“气体的精密筛当然是可能的，事实上，它们在概念上与用于筛砂和粒状材料的那些并无不同
然而，为了使这项技术具有工业实用性，我们需要具有密集孔隙的膜，而不是在我们的研究中创造的单个孔，以首次证明这一概念
只有到那时，工业气体分离所需的高流量才能实现
该论文的主要作者孙
研究小组现在计划寻找这种具有大固有孔的二维材料，以找到最有希望用于未来气体分离技术的材料
这种材料确实存在
例如，有各种各样的石墨线，它们也是原子一样薄的碳同素异形体，但还没有大规模生产
这些看起来像石墨烯，但有更大的碳环，大小类似于曼彻斯特研究人员创造和研究的单个缺陷
合适的尺寸可能会使石墨棒非常适合气体分离
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
