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Precise and Ultrafast Molecular Sieving Through Graphene Oxide Membranes

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作者
Rakesh Joshi,Paola Carbone,Feng-Chao Wang,Vasyl G. Kravets,Yang Su,I. V. Grigorieva,HengAn Wu,A. K. Geǐm,Rahul R. Nair
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:343 (6172): 752-754 被引量:2319
标识
DOI:10.1126/science.1245711
摘要

Graphene-based materials can have well-defined nanometer pores and can exhibit low frictional water flow inside them, making their properties of interest for filtration and separation. We investigate permeation through micrometer-thick laminates prepared by means of vacuum filtration of graphene oxide suspensions. The laminates are vacuum-tight in the dry state but, if immersed in water, act as molecular sieves, blocking all solutes with hydrated radii larger than 4.5 angstroms. Smaller ions permeate through the membranes at rates thousands of times faster than what is expected for simple diffusion. We believe that this behavior is caused by a network of nanocapillaries that open up in the hydrated state and accept only species that fit in. The anomalously fast permeation is attributed to a capillary-like high pressure acting on ions inside graphene capillaries.
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