這種新興的碳材料由于具備優(yōu)異的力、熱、光、電性能而有望成為下一代的高滲透性、高選擇性的氣體分離膜。目前以石墨烯分離氣體的研究主要通過(guò)在石墨烯上造孔來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種石墨烯被稱為“top-down”石墨烯。雖然此方面的研究已經(jīng)相對(duì)成熟，但由于這種孔洞石墨烯對(duì)孔洞的大小和結(jié)構(gòu)要求嚴(yán)格，在氫氣分離實(shí)驗(yàn)中難以實(shí)現(xiàn)。陶葉晗等發(fā)現(xiàn)，“bottom-up”孔洞石墨烯是一種自生長(zhǎng)的孔洞石墨烯，具有較易控制的孔結(jié)構(gòu)。然而利用這種石墨烯對(duì)氣體分子的吸附和分離的報(bào)道相對(duì)較少，因而鮮為人知。在整個(gè)團(tuán)隊(duì)的努力下，他們采用計(jì)算機(jī)模擬方法研究不同孔洞結(jié)構(gòu)及模擬條件下的石墨烯對(duì)不同氣體分子的選擇性吸附和分離的影響，從微觀角度來(lái)觀察石墨烯與氣體分子相互作用的動(dòng)力學(xué)行為，進(jìn)而探索石墨烯在氣體分離方面的應(yīng)用。