Abstract Graphene-based membranes demonstrating ultrafast water transport, precise molecular sieving of gas and solvated molecules shows great promise as novel separation platforms; however, scale-up of these membranes to large-areas remains an unresolved problem. Here we demonstrate that the discotic nematic phase of graphene oxide (GO) can be shear aligned to form highly ordered, continuous, thin films of multi-layered GO on a support membrane by an industrially adaptable method to produce large-area membranes (13 × 14 cm 2 ) in <5 s. Pressure driven transport data demonstrate high retention (>90%) for charged and uncharged organic probe molecules with a hydrated radius above 5 Å as well as modest (30–40%) retention of monovalent and divalent salts. The highly ordered graphene sheets in the plane of the membrane make organized channels and enhance the permeability (71±5 l m −2 hr −1 bar −1 for 150±15 nm thick membranes).

Graphene coating on copper (Cu) is shown to increase the resistance of the metal to electrochemical degradation by one and half orders of magnitude. Detailed electrochemical characterization in aggressive chloride environment shows the impedance of Cu increasing dramatically and the anodic and cathodic current densities of the coated Cu becoming nearly 1–2 orders of magnitude smaller when coated with graphene. The observations are counterintuitive as graphite in contact with metals increases metallic corrosion. The results can bring paradigm changes in the development of anti-corrosion coatings using conformal, ultrathin graphene films.