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南京工業大學/漢陽大學《Prog. Mater. Sci .》綜述:功能化納米通道膜
2023-07-23  來源:高分子科技

  納米通道膜具有納米級的孔徑和分子尺度的分離精度,在材料、化工、環境、生物醫藥等行業的生產和分離過程中有著廣泛的應用。但隨著應用需求的不斷升級與各學科間的交叉滲透,單一的分離性能難以滿足復雜的處理體系和各種高要求的指標,納米通道的功能化研究成為材料科學等領域的研究熱點之一。近日,南京工業大學國家特種分離膜工程技術研究中心團隊基于納米通道膜材料研究領域的長期工作積累,與韓國漢陽大學Young Moo Lee院士合作在材料科學頂級期刊Progress in Materials Science》(Impact Factor: 37.4)上在線發表了題為 “Evolution of Functional Nanochannel Membranes” 的綜述論文。論文第一作者為南京工業大學劉美玲助理教授,通訊作者為南京工業大學國家特種分離膜工程技術研究中心孫世鵬教授、邢衛紅研究員,與韓國漢陽大學Young Moo Lee院士。


  功能化納米通道膜是一種集選擇性分離和環境響應功能于一體的智能納米通道膜。納米通道的功能化性能在很大程度上取決于多功能材料的性能。基于這些特殊材料,納米通道可以對吸附的污染物進行自清潔,并在環境刺激下自我調節其孔徑、表面電荷、親水性、原位催化活性等性質,以實現物理方面可調的分離性能和化學方面的反應轉化。這類膜可保持穩定的性能、延長其壽命、擴寬在復雜的溶質分離、苛刻環境中的分子篩分和轉化等方面的應用。(圖1 


功能化納米通道膜


  該綜述討論了納米通道膜的多重功能,全面回顧了近年來涉及這些特殊納米通道的材料、設計、制備和應用等方面的研究進展,對納米通道膜的物理分離、響應和化學反應功能進行深入總結,指出了該領域亟待解決的主要科學問題和應用面臨的挑戰,并展望了未來的研究需要在多個尺度上進行更深入的研究,包括了解原子尺度上的響應機制,控制納米尺度上的分子傳輸路徑,在微米尺度上優化這些納米通道的特殊功能,以及在宏觀層面拓寬更多的適用體系。(2 


圖2 功能化納米通道膜未來發展的展望


  該工作得到了國家重點研發計劃(2020YFA0211002)、國家自然科學基金(21921006,22208150)、南京工業大學優秀博士學位論文培養計劃等項目的資助。第一作者劉美玲受國家留學基金管理委員會公派留學獎學金的資助。


  論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079642523000944

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