纳米纤维素和氧化石墨烯自组装成高孔生物杂化材料，促进了多功能膜的设计和合成，以及水污染物治理。在纳米和分子尺度上，自组装、金属离子捕获和生物杂化形成团簇的机理是相当复杂的，它们的阐明需要从实验数据和计算模拟相结合得到证据。
本文通过原子力显微镜(AFM)对(2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧基)介导的氧化纤维素纳米纤维(TOCNFs)、氧化石墨烯(GO)及其生物杂化膜的微拷贝研究，获得了强有力、直接的自组装证据；小的GO纳米粒子首先沿着单一的TOCNF纤维附着、积累，长而柔的TOCNF以丝状缠绕在宽而平的GO平面上，从而形成一个无定形的多孔生物杂化网络。
利用先进的显微技术研究了Cu(Ⅱ)吸附前后TOCNFs和GO膜的自组装及其表面性质，并通过Amsterdam Modeling Suite中的ReaxFF模块进行分子动力学(MD)模拟进一步阐明了TOCNFs和GO膜的层状结构。
MD模拟确认了TOCNF和GO膜在溶液中捕获Cu(Ⅱ)离子，以及干燥过程中离子团簇形成的动力学过程。这项多学科研究的结果，使这项研究向前迈进了一步，揭示了生物种属自组装行为的具体方面，并提出了有效的设计策略，为工业应用控制孔径大小和强健材料。