这项研究首次突破石墨烯膜规模化制备的技术瓶颈。传统石墨烯膜因面积受限（通常小于指甲盖大小）而难以实现工业应用，郝健团队通过优化化学气相沉积工艺，采用廉价铜箔作为基底，成功制备出50cm²大面积高质量石墨烯膜，突破了实验室研究阶段。

研究团队创新性地开发了新型膜孔调控技术。通过精确控制反应参数，实现了0.33纳米（二氧化碳分子直径）与0.364纳米（氮气分子直径）的精准分离。相比传统高分子膜的渗透速度提升2个数量级，且具有优异的热稳定性（耐高温达500℃）和机械强度。

该技术突破解决了膜分离法在钢铁、水泥等高能耗行业的应用难题。相比传统胺类吸收法（需消耗大量能源且设备复杂），新型石墨烯膜分离技术可降低能耗达70%，设备占地面积缩小80%，特别适用于远洋运输等空间受限场景。

研究团队历时4年完成技术攻关，先后实现从1cm²到50cm²膜面积的跨越。通过改进反应容器设计和膜转移工艺，成功解决了大规模制备中出现的颗粒污染和缺陷控制难题，使膜的气体分离性能达到工业应用标准。

目前该技术已进入工程验证阶段。研究团队计划将膜材料送入工厂，通过真实烟气分离测试验证其碳捕集效率和长期稳定性。预计该技术可使工业碳捕集成本降低50%，为实现碳中和目标提供关键技术支撑。

该成果由瑞士洛桑联邦理工学院Kumar Varoon Agrawal教授团队与郝健博士合作完成，论文题为《可扩展合成具有二氧化碳选择性的多孔单层石墨烯膜》（Scalable synthesis of CO2-selective porous single-layer graphene membranes）。

研究团队表示，下一步将重点解决膜材料的大规模连续制备问题，并探索其在氢能分离、空气净化等领域的拓展应用，推动石墨烯膜技术从实验室走向产业化。

编译/综合自多条网络消息