瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院(EcolePolytechniqueFederaledeLausanne(EPFL))的化學(xué)工程師首次證明，原子級的石墨烯膜能夠高效地分離氣體混合物。這種“終極”膜是可伸縮的，使其成為工業(yè)氣體分離的突破口。

將混合氣體（例如空氣）分離成它們各自的組分是一個具有多種工業(yè)應(yīng)用的過程，包括沼氣生產(chǎn)、金屬加工中的空氣富集、天然氣中有毒氣體的去除、以及氨廠和煉油廠的氫回收。

氣體分離通常使用由聚合物（例如纖維素）或其他材料制成的合成膜進(jìn)行。近年來，研究已經(jīng)轉(zhuǎn)向許多人所謂的“終極”膜：單層石墨烯，一個厚度為單個原子，現(xiàn)已被證明是最薄的分子屏障，因此是最有效的膜，具有優(yōu)異的滲透率與穩(wěn)健性和可擴(kuò)展性。然而，開發(fā)石墨烯的進(jìn)展遇到了兩個“瓶頸”：第一，缺乏將分子大小的孔結(jié)合到石墨烯層中的方法；第二，缺乏實(shí)際制造機(jī)械堅(jiān)固、無裂紋和無撕裂的大面積膜的方法?，F(xiàn)在，在解決這兩個問題的突破中，EPFL研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種大面積單層石墨烯膜，它能以高效率(分離系數(shù)高達(dá)25)從甲烷中分離氫，并且開發(fā)出前所未有的氫，孔隙度僅為0.025%。

該膜含有納米孔以允許氫氣滲透，這被稱為“氣體篩分”。膜在工業(yè)壓力和溫度下穩(wěn)定（至少高達(dá)7bar和250oC）。但更重要的是，該小組能夠制造出1平方毫米的表面-比以前的報告要大得多，在之前的報告中，只有幾平方微米可以無裂縫地合成。研究團(tuán)隊(duì)正致力于在石墨烯中加入更高密度的納米孔，以使石墨烯實(shí)現(xiàn)其真正的潛力。他們介紹說：“制造無裂紋石墨烯層的新技術(shù)將在很長一段時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)原子層石墨烯膜的最終性能，包括碳捕獲、氫回收和清潔飲用水的凈化等許多重要的化學(xué)分離。”

項(xiàng)目其他貢獻(xiàn)者還有：EPFL可再生能源材料實(shí)驗(yàn)室（LMER）、EPFL跨學(xué)科電子顯微鏡中心（CIME）、麻省理工學(xué)院（MIT）。