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Nat. Commun.: 不是“带水走”，而是“接力跳”，纳米限域下离子传输新机制

Nat. Commun.: 不是“带水走”，而是“接力跳”，纳米限域下离子传输新机制

离子交换膜是燃料电池、液流电池与离子分离等技术的核心材料，其性能高度依赖离子在纳米通道中的传输行为。然而，传统聚合物膜通常呈无序结构，在水化过程中易发生溶胀与相分离，使孔道尺寸与局部化学环境不断变化，导致离子传输机制复杂且难以解析。结构无序 + 水化耦合 → 机制难以厘清。在这一背景下，经典的“载体迁移”与“跳跃传输”模型虽被广泛使用，但它们往往基于宏观平均行为，难以真正揭示纳米尺度下离子与水、膜之间的动态相互作用。因此，如何在结构可控的体系中建立微观动力学与宏观传输之间的直接关联，成为理解与优化离子传输的关键问题。

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Science子刊：把电极“分开”，膜分隔设计实现低能耗碳捕集

Science子刊：把电极“分开”，膜分隔设计实现低能耗碳捕集

从低浓度烟气中捕集CO₂是实现碳中和的关键步骤之一。相比传统胺吸收或热驱动分离技术，电化学碳捕集因其低能耗与可与可再生能源耦合的优势，逐渐成为研究热点。其中，*电容驱动的摆动吸附（SSA）技术尤为引人关注，但其实际应用仍面临瓶颈：捕集速率低、能耗偏高。这一问题的根源在于传统SSA体系中，两个电极共享同一电解液环境，难以形成有效的局部pH梯度，从而限制了CO₂向碳酸盐/碳酸氢盐转化的驱动力，导致捕集效率难以提升。如何在体系中构建可控的局部化学环境，成为突破性能的关键。

29

2026

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05

Small:8倍性能提升！新型MOF/聚合物复合质子交换膜实现2.81×10⁻² S/cm质子电导率

Small:8倍性能提升！新型MOF/聚合物复合质子交换膜实现2.81×10⁻² S/cm质子电导率

随着全球能源需求的不断增长以及传统能源在可持续性与环境友好性方面的局限，非传统能源，尤其是燃料电池，因其清洁、*和可持续的特点受到广泛关注。在燃料电池中，质子传导是决定其性能的关键过程。近年来，金属有机框架材料因其结构可调、功能可设计以及优异的质子传导能力，成为开发新型质子传导材料的理想平台。

29

2026

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05

JMS｜通过调控界面聚合过程中反应物浓度定制聚酰胺膜的结构与性能

JMS｜通过调控界面聚合过程中反应物浓度定制聚酰胺膜的结构与性能

由于聚酰胺缩合反应本质上具有毫秒级的快速特性，通过界面聚合（IP）制备的聚酰胺薄层复合（TFC）反渗透（RO）膜的纳米结构调控仍然是一项艰巨挑战，这阻碍了膜分离性能的进一步提升。本研究提出了一种新的聚酰胺结构调控策略，即通过表面化学重构基底（SCRS）精细调控反应区胺浓度。不同的SCRS具有精心设计的表面化学环境，其与胺单体之间的相互作用力涵盖广泛范围，能够实现对反应区胺浓度的按需控制。这种被调控的反应物浓度调节了IP过程中H⁺和热量的产生，从而影响纳米气泡的生成，进而促进形成具有可定制表面形貌的均匀聚酰胺选择层。

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2026

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05

Nature：纳米限域 + 界面作用，重塑二维膜溶剂分离技术逻辑

Nature：纳米限域 + 界面作用，重塑二维膜溶剂分离技术逻辑

溶剂反渗透是一种压力驱动的液相分离技术，可用于混合溶剂分离，有望成为低能耗工艺，替代传统热分离方法。氧化石墨烯（GO）叠层膜具备可调控的纳米孔道，可用于研究受限空间内的溶剂传质行为；但受溶剂化效应引发的结构失稳、溶剂分子尺寸微小等问题限制，其在溶剂 - 溶剂分离领域的研究仍较为有限。本文制备了负载型氧化石墨烯纳米孔道膜，该膜在加压溶剂环境中结构稳定、形态完整；同时通过可控化学还原手段，调控膜层间受限空间与表面极性。研究针对 51 种溶剂体系、5 类不同纳米孔道展开测试，证实分离性能由纳米限域效应与溶剂亲和作用共同主导，界面选择性吸附效应的分离效果甚至超越单纯的筛分机制。

28

2026

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Nature子刊：揭开高度有序纳米多孔膜中离子传输与溶剂化动力学的关联

Nature子刊：揭开高度有序纳米多孔膜中离子传输与溶剂化动力学的关联

聚合物离子交换膜（PEMs）在燃料电池、氧化还原液流电池、离子分离和水过滤等领域推动了技术进步。实现通过PEMs的选择性离子传输是将其应用于合适场景的关键。然而，这一任务颇具挑战，因为离子传输通常受离子-水和离子-膜之间复杂相互作用的调控，这些作用影响从飞秒到毫秒时间尺度上演化的不同过程。此外，传统PEMs是无定形的，随着水含量增加容易发生溶胀。溶胀会导致结构变化和相分离，从而改变孔内带电头基之间的空间距离，进而影响离子-水和离子-膜相互作用，并最终影响离子传输和选择性。

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