由二维(2D)结构块（例如氧化石墨烯(GO)）组装而成的层状膜在海水淡化和渗透发电中具有重要意义，因为它们能够通过堆叠层之间互连的二维纳米通道选择性地传输离子。然而，由于膜组装过程中薄片的机械柔顺性问题，最终组装的膜中的结构缺陷（例如皱纹、空隙和折叠层）很难避免，这些缺陷会破坏离子通道通路并降低薄片的堆叠几何形状。这会导致离子传输性能下降和整体结构完整性下降。

在本研究中，西湖大学Jiaxing Huang，汉阳大学Tae Hee Han证明在GO薄片上引入平面纳米孔是抑制此类结构缺陷形成的有效方法，从而产生更均匀的膜。

文章要点

1）多孔GO薄片的堆叠变得更加紧凑，因为纳米孔的存在使薄片在机械上更柔软、更柔顺。

2）所得膜表现出理想的层状微结构，具有排列整齐且均匀的纳米通道通路。定义明确的纳米通道具有出色的离子电导率和有效的传输途径，可实现快速、选择性的离子传输。

3）当用作渗透发电系统中的纳米流体膜时，在KCl浓度梯度为1000倍的情况下，多孔GO膜的渗透功率密度(13.15 Wm⁻²)和转换效率(46.6%)高于原始GO膜。

参考文献

Hun Park, et al, Holey Sheets Enhance the Packing and Osmotic Energy Harvesting of Graphene Oxide Membranes, ACS Nano, 2024

DOI: 10.1021/acsnano.4c04493

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c04493