碳是自然界中最常见的元素，广泛存在于生物体、大气和地壳中。随着纳米科技的兴起，零维富勒烯、一维碳纳米管以及二维石墨烯开始走入公众的视线。石墨烯是由一个个六角型呈蜂巢状晶格组成的二维碳纳米材料。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出石墨烯，两位科学家也因此获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯有多种衍生物，其中氧化石墨烯最为著名。
中国科学院兰州化学物理研究所手性分离与微纳分析课题组与近代物理研究所合作研究发现，高能重离子可在单层石墨烯表面制备出亚纳米的孔。该课题组在一次偶然机会中发现，氧化石墨烯与硝酸锌混合溶液，在快速抽滤、干燥、点燃后，混合物即可变为氧化锌纳米颗粒与纳孔石墨烯的混合物。通过长期大量的研究发现，硝酸锌和氧化石墨烯混合液共抽滤以后，氧化石墨烯层间会插入一层水合硝酸锌纳米片。
大量表征和计算表明，层状水合硝酸锌为一种类水滑石的结构，其表面孔径的大小取决于硝酸锌的加入量。最近，该课题组通过将Hummers法扩展延伸，提出了一种从石墨到纳孔石墨烯的一步合成方法。该方法不再需要氧化石墨烯合成过程中反复洗涤的过程，巧妙的将反应副产物作为纳孔模板，实现了直接从石墨到纳孔石墨烯的快速合成。随后，课题组利用搅拌抽滤法将不同孔径的纳孔石墨烯制备成具有涡旋结构的纳孔石墨烯滤膜。
该工作近期发表于Analytical Chemistry, 2020, doi.org/10.1021/acs.analchem.0c02446，并被选为内封面。