在能源紧缺与温室效应等问题日益突出的背景下，通过发展低能耗、低碳排放量的膜分离技术，实现二氧化碳及氢气等重要工业气体的分离已经成为全球性的热点。
目前, 商业化的气体分离膜主要为聚合物膜。然而，聚合物气体分离膜存在一个渗透率-选择性之间的 trade-off。
将氧化石墨烯（GO）、Mxenes、过渡金属二硫族化合物、双层水滑石等二维材料纳米片组装成层状膜时，其间隙可被用于提供分子传输通道，通过调整层间间距和化学机械稳定性，可以控制二维材料膜的选择性和渗透性，进而突破其渗透率-选择性之间的 trade-off。
然而, 二维材料膜内部孔道的尺寸，导致其难以在埃米级小分子尺度实现精准的控制（埃米级相当于把一根头发再平均剖成 10 万根）。
此外，在成膜的时候，二维纳米片的堆叠通常是无序的，很容易形成大孔或者缺陷，以至于失去选择性。所以，如何实现膜孔道尺寸的精确调控、以及规避因无序堆叠所造成的缺陷具有重要的意义。
基于此，来自澳大利亚莫纳什大学、南京工业大学以及中国科技大学的研究人员，提出一种制备二维范德瓦尔斯异质结构阵列的方法，并附带提出一种通过多层堆叠将其制备成异质结构膜的方法。
日前，相关论文以《热解层状异质结构纳米片氢分离膜》（Pyro-layered heterostructured nanosheet membrane for hydrogen separation）为题发在 Nature Communications 上 [1]，Ruoxin Wang 是第一作者，澳大利亚莫纳什大学王焕庭院士、南京工业大学刘泽贤教授、以及中国科技大学王奉超教授担任共同通讯作者。
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