在2D材料中存在的缺陷或纳米孔可以改变材料的电子，磁性和阻挡膜性质。然而，大量纳米孔的晶格异构体使得它们的定量研究成为看似棘手的问题，混淆了实验和模拟数据的解释。鉴于此，研究人员制定了这个异构体编目问题（ICP）的解决方案，结合电子结构的计算，动力学蒙特卡罗模拟和化学图论，生成了2D晶格纳米孔最可能的独特的异构体目录。结果表明，在石墨烯的实验中观察到的纳米孔形状具有精确的显著的一致性，并表明纳米孔的热力学稳定性不同于其动力学稳定性。将该方法扩展到其他2D晶格，还预测了在六方氮化硼中普遍存在的三角形纳米孔。所提出的方法应通过在实验和理论/模拟之间建立特定的联系，并通过在分子设计和制造之间提供急需的连接来加速纳米多孔2D材料的应用。
图1 石墨烯晶格中原子重排活化势垒计算的验证
图2 区分和计数石墨烯中的纳米孔异构体
图3 比较计算机实验的结果（不包括边缘扩散的影响）与文献中可获得的实验TEM图像
Ananth Govind Rajan, Kevin S. Silmore, Jacob Swett, Alex W. Robertson, Jamie H. Warner, Daniel Blankschtein, Michael S. Strano, Addressing the isomer cataloguing problem for nanopores in two-dimensional materials[J], Nature Material, 2019.
DOI: 10.1038/s41563-018-0258-3
