这种新兴的碳材料由于具备优异的力、热、光、电性能而有望成为下一代的高渗透性、高选择性的气体分离膜。目前以石墨烯分离气体的研究主要通过在石墨烯上造孔来实现，这种石墨烯被称为“top-down”石墨烯。虽然此方面的研究已经相对成熟，但由于这种孔洞石墨烯对孔洞的大小和结构要求严格，在氢气分离实验中难以实现。陶叶晗等发现，“bottom-up”孔洞石墨烯是一种自生长的孔洞石墨烯，具有较易控制的孔结构。然而利用这种石墨烯对气体分子的吸附和分离的报道相对较少，因而鲜为人知。在整个团队的努力下，他们采用计算机模拟方法研究不同孔洞结构及模拟条件下的石墨烯对不同气体分子的选择性吸附和分离的影响，从微观角度来观察石墨烯与气体分子相互作用的动力学行为，进而探索石墨烯在气体分离方面的应用。
