在一项有望彻底改变碳捕集技术的突破性进展中，研究人员成功开发出可规模化制备多孔单层石墨烯膜的新方法，该材料对二氧化碳具有卓越的选择性。这项以《可规模化制备的二氧化碳选择性多孔单层石墨烯膜》为题于近期发表在《自然·化学工程》期刊的研究成果，通过实现工业废气中二氧化碳的高效低成本分离，为应对日益严峻的全球碳排放挑战开辟了新途径。该技术突破的影响远超实验室成功，为全球碳捕集与利用战略的变革性应用奠定了基础。

石墨烯是一种由单层碳原子以六方晶格排列构成的二维材料，历来以其卓越的机械强度、导电性和热学性能著称。然而，如何利用这些特性实现气体分离——特别是在原子尺度上定制仅允许特定分子通过的薄膜——始终是难以攻克的目标。本研究展示可重复、可扩展的具有工程化孔隙的石墨烯膜制备技术取得重大突破，这种薄膜能精确地从混合气体中筛分二氧化碳分子，其选择性和渗透率可能超越现有膜技术。

该技术的核心是在石墨烯片上创建纳米级孔隙。这些孔隙作为分子筛，其尺寸经过精确校准以匹配二氧化碳分子的动力学直径。实现这种尺度的均匀性需要精密制造技术，在保持单层石墨烯结构完整性的同时确保孔隙稳定性。研究团队采用先进化学气相沉积（CVD）工艺结合可控缺陷工程，成功制备出在保持高气体通量同时不牺牲选择性的薄膜——这是材料科学家多年来难以实现的微妙平衡。

这种选择性渗透的意义非同寻常。传统薄膜往往面临渗透性（气体通过速率）与选择性（区分不同分子的能力）之间的权衡。