海水的淡化和净化技术一直是人类迫切需要解决的难题。人所共知，海水占了水资源的绝大比例，海水占了97.47%，淡水仅占2.53%。由于人类生活污水、工业废水以及农业用水的影响，淡水资源一直紧缺。近期，美国《科学》杂志发表一篇关于用石墨烯等材料开发出一种超薄、高轻度薄膜，可以有效分离水中的盐离子和有机污染物，未来在水净化和化工原料分离等领域会有长远发展。

石墨烯作为目前已知的轻薄纳米材料，是合成超薄纳滤膜的理想材料，但事实上，单层石墨烯薄膜在转移过程中易破裂等问题，限制其发展。尽管市场上售卖石墨烯薄膜，但是易破裂问题仍然存在。中美两国研究团队深度合作，将具有优异机械性能和多孔结构的碳纳米管薄膜作为石墨烯薄膜的机械支撑层，从而将石墨烯薄膜分割成多个微区域，形成类似于树叶或昆虫翅膀的结构。

据研究显示，被称为“石墨烯纳米筛/碳纳米管复合薄膜”的材料，孔径尺寸约0.6纳米，大于水分子的尺寸（约0.3纳米），但小于一些金属盐离子的尺寸（水合钠离子尺寸约0.7纳米），因此可将水分子和盐离子有效分离，对钠、钾和镁等金属盐离子的截留率可达85%以上，对水溶液中的有机污染物分子截留率高达99%。

这种薄膜的渗透率高，一般情况下，1平方厘米薄膜在一定压力下，1分钟可产出1毫升纯净水，相比传统相似薄膜高出10至100倍。它的机械性能尤其突出，在弯曲变形情况下，仍能保持结构完整性、水渗透率等特点。石墨烯纳米筛复合薄膜材料的成功研发，代表了二维材料在分离领域实际应用方面的局限性被打破，为便捷选择性分离技术打开一扇新窗户。