地球上，人類能使用的淡水含量為2.5%，剩餘97.5%則是海水或鹹水，而全球絕大部分國家則是嚴重缺水的。水作為生命之源是非常重要的，如何解決水資源問題成為國家和地區的頭號難題。如果海水淡化得到規模化實現，將海水過濾直接轉為飲用水，那麼生活飲水和工業用水問題能得到有效解決。

我們知道，透過蒸餾方法從大海中提取淡水，但是耗時耗力，淡水產量較少，不能進行大規模生產。科學家們在此基礎上做出其它嘗試，還未能研究出高效方法。而石墨烯薄膜在這方面則大有可為。

武漢大學/湖南大學袁荃和美國加州大學洛杉磯分校段鑲鋒等人組成的研究團隊，採用石墨烯奈米篩和碳奈米管相結合的方法，製備出二元結構的石墨烯薄膜，兼具有較強的選擇性分離效率和一定的機械強度，可應用於海水淡化。

此前的理論計算證明，相比傳統海水淡化膜，石墨烯製成的單層奈米孔二維薄膜具有超高的選擇性分離效率。然而，大面積石墨烯內部存在的晶界會降低石墨烯的機械效能，引入奈米孔的過程將會進一步降低機械效能，導致分離薄膜容易發生區域性破裂，降低分離效率和分離選擇性。

目前的石墨烯海水淡化膜分為兩類，一類是以麻省理工學院科研團隊為代表所研究的單原子層厚的奈米多孔薄膜。但單原子層厚的石墨烯機械強度較弱，所以實驗研究中用到的石墨烯都用了聚合物膜支撐，並且直接透過高能電子束轟擊或氧等離子體刻蝕在石墨烯內部引入亞奈米孔，孔徑分佈範圍較廣，極大地降低了分離效率，所以無法應用於實際。

另外一類是諾貝爾物理學獎得主、曼徹斯特大學教授Andre Geim團隊研究的氧化石墨烯膜。氧化石墨烯容易量產，但是氧化石墨烯膜浸潤在溶液中之後，氧化石墨烯片層之間會吸水擴大層間距，降低了海水淡化效率，因此現有的研究工作主要集中於如何控制氧化石墨烯片層之間的層間距。

此次製成的新型石墨烯奈米篩/碳奈米管薄膜不需要聚合物支撐就結實耐用，併兼具多種滲透效率優點，為石墨烯應用於海水淡化打開了一條新的思路。若解決量產問題，未來人們或將能喝上"石墨烯淡化水"。