麻省理工学院的研究人员用一块石墨烯制作了一种功能性透析膜。该团队的膜能够从水溶液中过滤掉纳米级分子，比现有技术的膜快10倍，石墨烯本身的速度提高了100倍。石墨烯膜也很薄; 它的厚度不到1纳米，而现有最薄的膜约为20纳米厚。

透析通常可描述为分子通过膜扩散到更稀溶液中而从一种溶液中滤出的过程。最容易识别的形式是血液透析，可以去除血液中的废物，但科学家们也将透析用于许多其他应用，如净化药物，去除化学溶液中的残留物等，通常是让材料通过多孔膜。

目前的商业透析膜相当缓慢地分离分子，部分原因在于它们相对较厚，导致穿过这种致密膜的孔在缠绕路径中这样做，使得目标分子难以快速通过。麻省理工学院团队的研究结果表明，石墨烯可以改善膜技术，特别是对于实验室规模的分离过程，可能用于血液透析，因为它非常薄，因此可以非常快速地扩散。

为了制造石墨烯膜，研究人员首先使用化学气相沉积法在铜箔上生长石墨烯。然后他们小心翼翼地蚀刻掉铜并将石墨烯转移到支撑的聚碳酸酯板上，整个孔中都填充了足够大的孔，以便让任何穿过石墨烯的分子通过。聚碳酸酯充当支架，使超薄石墨烯不会卷曲。

研究人员的目标是将石墨烯转变为分子选择性筛子，只让一定大小的分子通过。为此，他们通过将结构暴露在氧等离子体中，在材料中产生微小的孔隙，氧气被泵入等离子体室，可以蚀刻掉材料。这使得它们能够在石墨烯原始的区域中控制孔的密度和尺寸。研究小组发现石墨烯的长时间暴露在氧等离子体中，孔隙越大，密度越大。相对较短的曝光时间，约45至60秒，产生非常小的孔。

该团队使用石墨烯膜以及商业透析膜进行选择性实验，并发现相比之下，石墨烯膜具有更高的“渗透性”，过滤掉所需分子的速度提高了10倍。

为了使石墨烯膜更好，该团队计划通过在材料中蚀刻更多的孔来改善聚碳酸酯支撑，以增加膜的整体渗透性。他们还在努力进一步扩大膜的尺寸，目前尺寸为1平方厘米。进一步调整氧等离子体工艺以创建定制的孔隙也将提高膜的性能 - 团队指出，对于电子应用中的石墨烯，这将产生截然不同的后果。

“令人兴奋的是，在这个[膜透析]领域，对电子领域来说并不是很好的事情，”该团队表示。“在电子产品中，您希望尽量减少缺陷。在这里，您希望制作正确尺寸的缺陷。它表明该技术的最终用途决定了您对技术的要求。这是关键。“