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碳納米管是一種可大量生產的材料，然而納米管合成后，制造大表面積的膜是其商業化的關鍵步驟。墨烯膜石墨烯膜具有快速輸水性能和良好的機械性能。類似于碳納米管中的水滲透機制，二維石墨烯微孔允許低摩擦單層水分子通過，以這種尺寸的攔截作為主要篩分機制。研究人員通過超聲分散石墨烯以及噴涂或旋涂分層法來制備氧化石墨烯。雖然石墨烯不透水，但可通過毛細管運輸水分子。并且通過開放的孔隙能以快的速度運輸水分子。石墨烯層內形成的毛細管主要都是官能團，像羥基和環氧樹脂等，能創建微孔。
