一组国际研究人员制作了一种基于石墨烯的装置，可捕获单分子水平上经典化学反应的实时动力学。该方法在北京大学，加州大学洛杉矶分校和中国科学院研究所开发，可以阐明化学和生物过程的机制。

该装置由两个石墨烯阵列组成，两个石墨烯阵列位于通过酰胺接头共价连接到每个阵列的单个分子的侧翼。分子9-芴酮含有跨三个稠合环的羰基。该团队将该装置浸没在含有催化剂和试剂羟胺的溶液中，该试剂与9-芴酮的羰基反应。该反应改变了9-芴酮的电荷，因此该团队可以通过监测石墨烯阵列传导的电流来跟踪亲核加成反应。

为了将设备的电信号映射到分子中间体，团队计算了反应每个步骤的速率，允许他们为反应中间体分配寿命，然后将这些计算与实验数据相匹配。使用这种方法，他们确定了反应物与反应新中间体之间的可逆转变。

与现有的单分子方法不同，例如基于荧光显微镜的方法，这种新技术不依赖于向所研究的分子添加复杂的荧光标记。康奈尔大学的研究人员表示，石墨烯设备的一个关键优势是研究人员可以用微秒的时间分辨率监测反应，他没有参与这项工作。他补充道，对于光学方法，“微秒时间分辨率是可能的，但具有挑战性”。