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  液體門控膜作為一種合理設計的液基自適應材料，與傳統膜材料相比具有抗污染和節能的優勢，為智能材料發展創造了嶄新的機會，在能源、生物醫學、環境治理、航空航天等領域具有廣泛而深遠的應用前景。2020年，世界權威化學組織國際純粹和應用化學聯合會（IUPAC）將“液體門控技術”評為該年度全球“化學領域十大新興技術”之一。近年來，基于液體門控技術開發的智能膜系統吸引了越來越多的關注，各種環境驅動的系統已經被構建，但自驅動的液體門控系統尚未實現，這對于實際應用中的小型化和便攜式器件集成具有重要意義。

  近期，廈門大學侯旭教授團隊基于液體門控技術開發了一種新型的自驅動磁彈性液體門控膜系統，在外加磁場作用下發生彎月形的形變，實現了氣體輸運的可控開/關，并能夠有效降低液體輸送的門控壓力閾值。利用磁場作為機械力，能夠在無需額外環境壓力驅動設備的條件下，對氣體和液體的釋放進行自驅動調節。

  研究團隊從理論和實驗上討論了磁彈性膜的彈性形變、系統界面設計和抗污行為以及氣液輸運的穩定性，為實現氣體和液體釋放的主動調控提供了一種通用、簡便的方法。此外，結合快速、遠程無接觸操作的方式，該研究將在可視化氣/液混合物含量監測、節能多相分離、遠程藥物控釋等應用領域大有裨益。

圖1 液體門控磁彈性膜的制備及自驅動氣/液釋放示意圖

圖2 磁彈性膜的磁性能、應力-應變行為、磁響應形變性、浸潤性和液體門控磁彈性膜系統的穩定性

圖3 液體門控磁彈性膜系統的門控行為、循環穩定性、氣/液分離和防污行為

圖4 液體門控磁彈性膜系統氣/液釋放調控及氣/液混合物含量監測的應用展示

  以上研究成果近期以“Liquid Gating Meniscus-Shaped Deformable Magnetoelastic Membranes with Self-Driven Regulation of Gas/Liquid Release”為題發表于《先進材料》（Advanced Materials，DOI: 10.1002/adma.202107327）。廈門大學博士生劉靜、碩士生徐雪、雷奕為該工作共同第一作者，廈門大學侯旭教授為通訊作者。研究工作得到國家重點研發計劃（2018YFA0209500），國家自然科學基金（52025132、21975209、21621091）等資助和支持。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202107327

  通訊作者簡介：侯旭教授，國家杰出青年基金獲得者、國家重點研發計劃納米科技重點專項項目負責人、閩江科學傳播學者（首批）等。從事仿生液體門控技術與仿生納流離子學等研究十余年，出版了兩本國際學術著作，并以第一或通訊作者在高水平學術期刊如Nature, Science, Nature Reviews Materials, 國家科學評論, 基礎研究, Nature Communications， Science Advances, Advanced Materials等上發表論文60余篇。曾獲第二屆“全國創新爭先獎”、國際水協會-首創“水星獎”科學創新類-金獎、中國膠體與界面化學優秀青年學者獎、中國化學會青年化學獎等，入選IUPAC全球青年化學家元素周期表元素代言人，并受邀參加了央視CCTV《人物-故事》及《百家講壇》欄目。現任《Chinese Chemical Letters》副主編、《Advanced Fiber Materials》、《應用化學》和《物理化學學報》青年編委、Cell 旗下《Cell Reports Physical Science》顧問委員會委員、中國化學會仿生材料化學委員會委員、國際仿生工程學會青年委員會委員等。

  課題組目前開展的研究工作包括：膠體與界面化學，仿生/智能多尺度孔道系統，膜科學與技術，微流體，納流離子學，界面科學，物理化學，電化學和用于節能和生物醫學應用的微納制造。團隊常年招收優秀教師、本科生、研究生和博士后，聯系方式：houxugroup@163.com。

  課題組主頁：http://xuhougroup.xmu.edu.cn/。