近日，西安石油大學新能源學院新能源材料與器件系青年教師何萌博士和團隊以改性的富勒烯單體為前驅體，通過Langmuir-Blodgett制膜-快速熱解兩步法制備了厘米尺寸的單層多孔非晶碳膜，相關研究成果發表在Advanced Science上。
超薄納米多孔膜在海水淡化、鹽差發電和生物醫學等領域具有巨大的應用潛力，納米厚度使物質跨膜輸運阻力大大降低，其顯示出優異的滲透性。其中，納米多孔碳膜因其出色的化學和機械穩定性尤其受到關注。通過自下而上方法，多孔非晶碳膜可以由平面型稠環芳烴分子制備，但由彎曲稠環芳烴（如富勒烯）制備單層多孔非晶碳膜及膜性質的研究還是空白。
通過常壓下可控熱解富勒烯可以獲得介于富勒烯型碳和石墨烯型碳之間的新型碳材料。經過斷裂交聯過程，富勒烯籠之間形成了納米孔結構。但受限于制備方式，所剝離的單層膜一般為微米尺寸，較難進行膜性質研究。
本研究證明厘米尺寸的單層多孔非晶碳膜為亞穩態結構且不導電。此外，離子跨膜傳輸研究表明該膜具有陽離子選擇性（選擇性為26%）。這項工作對單層多孔非晶碳膜的可控制備具有指導意義。
相關論文信息：https://doi.org/10.1002/advs.202308187