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 文／陳根

當像石墨烯這樣的二維納米材料層疊在一起時，這些材料之間會形成微小的縫隙，具有廣泛的潛在用途。現在，布朗大學的科學家們就利用石墨烯層疊層中的微小間隙，高效過濾污染物，展示了一種很有前途的新型凈水技術。

事實上，石墨烯作為一種二維的碳片，厚度只有一個原子。其中之一就是作為一種水過濾工具的能力，這種材料能夠被制成膜，允許水分子通過，同時捕獲液體中的雜質。包括從海水中提取鹽，或清除人口稠密地區水源中的污染物。

當這些石墨烯片疊在一起時，就會在它們之間形成可用于過濾的納米通道。這意味著水可以進入煙囪，并通過材料縱向運行，污染物過濾出來。布朗大學的研究小組認為，如果水可以垂直方向過濾，只需要穿過材料的厚度，而不是整個長度，那么效率就會大大提高。

目前，布朗大學的研究小組正在研究如何改進這些類型的技術，并且正在研究如何以不同的方式操縱石墨烯片堆以產生更好的結果。

然而，在垂直方向上形成必要的納米通道已經被證明是困難的。基于此，研究人員開發了一種解決方法。首先，將石墨烯片疊放在一個彈性襯底上，然后將其拉伸。在片材沉積之后，基板上的張力被釋放，從而使其收縮。當這種情況發生時，石墨烯聚集在頂部形成尖銳的峰谷。

研究人員表示，開始弄皺石墨烯的時候，就是在把薄片和通道傾斜出平面。如果石墨烯能夠皺到一定程度，將導致這些通道最終幾乎垂直排列。

一旦通道幾乎是垂直的，組裝物就會被環氧樹脂包裹起來，頂部和底部就會被修剪掉，這樣就可以打開通道，一直穿過材料。研究人員將這些組裝體命名為VAGMEs（垂直排列的石墨烯膜）。

研究人員表示，最終將得到一種膜，膜上有很短很窄的通道，只有很小的分子才能通過。比如，水可以通過，但是有機污染物或某些金屬離子會太大而無法通過。這項研究顯示出可發展的潛力，目前，研究人員已計劃繼續開發這項技術，并著眼于潛在的工業或家庭過濾應用。

其研究已發表在《自然通訊》雜志上。