多孔，原子薄的石墨烯膜在過濾和篩分應(yīng)用方面具有有趣的特性。在這里，利用光熱力將氣體泵入石墨烯薄膜的納米孔中，從而能夠研究高于100 kHz頻率的氣體通過納米孔的情況。在這些頻率下，石墨烯的運(yùn)動(dòng)與通過納米孔的動(dòng)態(tài)氣流緊密相關(guān)，因此可以用于研究納米級的氣體滲透。通過監(jiān)測驅(qū)動(dòng)力與膜機(jī)械運(yùn)動(dòng)之間的時(shí)間延遲，發(fā)現(xiàn)不同氣體通過直徑為10 ~ 400 nm的小孔的滲透時(shí)間常數(shù)有顯著差異。因此，提出了一種基于分子質(zhì)量區(qū)分氣體并研究氣體流動(dòng)機(jī)理的方法。所提出的基于微觀射流的氣體傳感方法為基于大規(guī)模質(zhì)譜和光學(xué)光譜的氣體表征方法提供了納米機(jī)械的替代方案。
Fig. 1 懸浮的石墨烯設(shè)備和測量設(shè)置。
Fig. 2 氣體和真空中石墨烯膜的運(yùn)動(dòng)Z
ω（相量）。
Fig. 3 τ
gas與氣體摩爾質(zhì)量的關(guān)系。
Fig. 4 調(diào)整氣體滲透時(shí)間。
Fig. 5 從Knudsen 流向 Sampson。
相關(guān)研究成果于2020年由荷蘭代爾夫特理工大學(xué)P. G. Steeneken課題組，發(fā)表在Nature Communications (
https://doi.org/10.1038/s41467-020-19893-5) 上。原文：High-frequency gas effusion through nanopores in suspended graphene。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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