多孔，原子薄的石墨烯膜在过滤和筛分应用方面具有有趣的特性。在这里，利用光热力将气体泵入石墨烯薄膜的纳米孔中，从而能够研究高于100 kHz频率的气体通过纳米孔的情况。在这些频率下，石墨烯的运动与通过纳米孔的动态气流紧密相关，因此可以用于研究纳米级的气体渗透。通过监测驱动力与膜机械运动之间的时间延迟，发现不同气体通过直径为10 ~ 400 nm的小孔的渗透时间常数有显著差异。因此，提出了一种基于分子质量区分气体并研究气体流动机理的方法。所提出的基于微观射流的气体传感方法为基于大规模质谱和光学光谱的气体表征方法提供了纳米机械的替代方案。
 
  
Fig. 1 悬浮的石墨烯设备和测量设置。
 
 
Fig. 2 气体和真空中石墨烯膜的运动Z_ω（相量）。
 
 
Fig. 3 τ_gas与气体摩尔质量的关系。
 
 
Fig. 4 调整气体渗透时间。
 
 
Fig. 5 从Knudsen 流向 Sampson。
  
        相关研究成果于2020年由荷兰代尔夫特理工大学P. G. Steeneken课题组，发表在Nature Communications (https://doi.org/10.1038/s41467-020-19893-5) 上。原文：High-frequency gas effusion through nanopores in suspended graphene。

转自《石墨烯杂志》公众号