科学家们国家标准和技术研究所(NIST)已经进行了模拟，主张石墨烯以及它的许多其他有益性质可以通过特殊的孔隙被改变，作为液体中离子(带电原子)的可调谐过滤器或过滤器。
这一概念也可与其他膜材料一起使用，可应用于药物输送、纳米机械传感器、水净化以及类似于生物离子通道的离子混合物的泵或筛，而生物离子通道对活细胞的功能至关重要。研究详情载於十一月二十六日。TH发行天然材料.
想象一下，就像一个细网的厨房过滤器，里面有糖流过。你用这样的方式拉伸滤网，使网眼上的每一个孔都变大1-2%。你会期望流过网格的流量会增加大致相同的数量。在这里，它实际上增长了1000%。我觉得这很酷，有很多应用程序。
亚历克斯·斯摩利亚尼茨基，美国国家标准和技术研究所项目负责人。如果能在实验上完成，这种石墨烯筛将成为第一个人工离子通道，在拉伸时离子流量呈指数增长，为快速离子分离或泵或精确的盐度控制提供了可能。Smolyanitsky说，合作者正在计划对这些系统进行实验室研究。
石墨烯是一层由六边形组成的碳原子，形似一条导电的鸡线。NIST分子动力学模拟集中在石墨烯片5.5×6.4nm的尺寸和含有氧原子的小孔上。这些孔洞是冠醚-电中性圆形分子，据说捕获金属离子。早期的NIST模拟研究表明，这种石墨烯膜可以用于纳米流体计算。
在模拟中，石墨烯悬浮在含有氯化钾的水中，氯化钾是一种分解成钾和氯离子的盐。冠醚孔能捕获具有正电荷的钾离子。捕获和释放速率可以电动操纵。施加不同强度的电场触发离子流过膜的电流。
然后，科学家们模拟了不同程度的拉伸和扩张毛孔时对膜的拉力，显著增加了钾离子通过膜的流量。向四面八方拉伸的效果最大，但仅向一个方向拉力也有部分效果。
科学家们发现，离子流量的大幅度增加是由于几个因素的微妙相互作用，包括离子与周围液体之间的相互作用；石墨烯的稀薄；以及离子-孔之间的相互作用，当孔隙稍微拉伸时，这种相互作用就会恶化。斯摩利亚尼茨基说，离子与周围环境之间存在着非常微妙的平衡。
这项研究得到了材料基因组倡议的资助。
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