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石墨烯的基面basal plane，可以起到选择性屏障的作用，从而对质子是可渗透的，但对所有离子和气体是不可渗透的，这促进了石墨烯在例如膜、催化和同位素分离等应用中的使用。 质子Protons可以化学吸附在石墨烯上，并使质子氢化，从而诱导导体-绝缘体转变，这种转变已在石墨烯电子器件中，得以深入研究。 然而，这两种方法，都面临能量壁垒，并且已经提出了各种策略，以加速质子传输，例如通过引入空位，结合催化金属或化学官能化晶格等。但是这些技术，会触及其他材料性质，例如离子选择性或力学稳定性。 今日， 英国 曼彻斯特大学（The University of Manchester）J. Tong, Y. Fu，M. Lozada-Hidalgo等，在Nature上发文，报道了在双栅double-gated石墨烯中，电场E（约 1 V nm−1）和电荷载流子密度n（约1×10E14cm-2）的独立控制，实现了质子传输与晶格氢化解
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