浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院張林教授團(tuán)隊(duì)在《自然·通訊》上發(fā)表重要研究成果，宣布成功研發(fā)了一種具有圖靈結(jié)構(gòu)的新型高性能納濾膜。這一突破性進(jìn)展不僅為膜分離技術(shù)領(lǐng)域帶來了全新的設(shè)計(jì)思路，更有望在海水淡化、廢水處理及資源回收等關(guān)鍵領(lǐng)域引發(fā)變革。

該團(tuán)隊(duì)的靈感來源於著名數(shù)學(xué)家艾倫·圖靈提出的圖靈形態(tài)發(fā)生理論。團(tuán)隊(duì)首次將這一理論應(yīng)用於納濾膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過精確調(diào)控界面聚合反應(yīng)過程中的擴(kuò)散與反應(yīng)速率，誘導(dǎo)活性單體在界面處自發(fā)形成穩(wěn)定、有序的納米級(jí)圖靈圖案結(jié)構(gòu)，如點(diǎn)狀、條紋狀或迷宮狀。這種仿生的精細(xì)結(jié)構(gòu)顯著優(yōu)化了膜表面的物理化學(xué)性質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的無序結(jié)構(gòu)納濾膜相比，這種具有圖靈結(jié)構(gòu)的納濾膜展現(xiàn)出卓越的性能：其水通量提升了50%以上，同時(shí)對(duì)特定二價(jià)鹽（如硫酸鈉）的截留率高達(dá)99%。這種高選擇性源於圖靈結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了更為規(guī)整、尺寸均一的亞納米級(jí)傳質(zhì)通道，並有效調(diào)控了膜表面的電荷分佈與親疏水性，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同離子的精準(zhǔn)篩分。

張林教授指出，這項(xiàng)工作的核心創(chuàng)新在於實(shí)現(xiàn)了對(duì)膜表面微納結(jié)構(gòu)的「自下而上」的精準(zhǔn)構(gòu)建與主動(dòng)調(diào)控，打破了傳統(tǒng)膜製備過程中結(jié)構(gòu)隨機(jī)、難以精確設(shè)計(jì)的瓶頸。這為開發(fā)下一代「按需定制」的高性能分離膜開闢了全新的技術(shù)路徑。該技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模已取得成功，團(tuán)隊(duì)未來將致力於推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，以應(yīng)對(duì)全球日益嚴(yán)峻的水資源短缺與環(huán)境污染挑戰(zhàn)。

此項(xiàng)研究成果由浙江大學(xué)納問實(shí)驗(yàn)室（NanoWater Lab）主導(dǎo)完成，得到了國家自然科學(xué)基金等多個(gè)項(xiàng)目的支持，彰顯了中國學(xué)者在高端膜材料基礎(chǔ)研究與原始創(chuàng)新方面的強(qiáng)大實(shí)力。