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Science子刊：界面亲和“一键切换”：新型Janus膜让水净化更绿色

Science子刊：界面亲和“一键切换”：新型Janus膜让水净化更绿色

含有微污染物的饮用水是全球范围内的重大环境问题。膜分离是能够去除水中微污染物的少数方法之一。然而，现有膜在处理小分子和离子类污染物时，因渗透性有限，难以同时去除。本文提出一种利用具有电诱导多亲和界面的低压Janus膜进行水净化的方法。凭借功能界面与污染物之间的疏水和静电相互作用，该Janus膜可通过单次过滤同时分离水中多种类型的有机物和重金属，去除率接近100%，水通量高（>680 L·m⁻²·h⁻¹），且能耗比商业纳滤膜低98%。电诱导的界面亲和性切换可使膜性能100%再生，因此，本研究通过调控膜界面亲和性，为饮用水净化开辟了一条可持续的途径。

07

2026

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AM: 几何拓扑重塑膜结构，破解液流电池多硫化物穿透难题

AM: 几何拓扑重塑膜结构，破解液流电池多硫化物穿透难题

近日，南京师范大学叶华林研究员团队联合苏州大学李彦光教授团队提出“几何拓扑”作为调控膜结构与传输行为的核心参数，突破了传统依赖化学组成或电荷调控的设计思路。通过粗粒化分子动力学模拟，系统揭示了不同维度结构单元（0D、1D、2D）在水化过程中的组织规律：各向同性的0D结构能够均匀分散，构建连续但受限的水化网络；而各向异性的1D和2D结构则易发生聚集，诱导相分离并形成非选择性通道。基于这一机制，研究构建了以0D纳米结构为核心的膜体系，使其在保持高阳离子传导的同时，有效压缩水化通道尺寸，显著抑制多硫化物穿透。该结构不仅优化了离子传输路径，还通过“几何限域”实现了对水分子状态的调控，从源头上减少非选择性传输。

07

2026

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Nat. Commun.: 点击化学重塑膜分离，从分子反应到锂资源提取

Nat. Commun.: 点击化学重塑膜分离，从分子反应到锂资源提取

近日，浙江大学刘明研究员团队引入“点击化学”理念，采用氨基-炔基Michael加成反应替代传统酰氯缩聚反应，构建了一类全新的聚烯胺膜材料，实现了从反应机理到膜结构的系统革新。该反应无需催化剂、条件温和且反应，不仅避免了酰氯水解带来的结构缺陷，还形成了更均一、致密的分离层结构。同时，所构建的膜表面呈正电性，有利于通过Donnan排斥效应增强对二价离子的排斥能力。更重要的是，该体系通过分子结构调控实现了孔径的精细设计，在纳滤条件下显著提升Li⁺/Mg²⁺分离能力；而通过调节单体结构，还可进一步构建高截盐反渗透膜，实现从分离到浓缩的协同过程，形成一套完整的膜分离体系。

07

2026

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Nat. Commun.: 从废水到资源，碳纳米通道膜实现高盐有机废液回收

Nat. Commun.: 从废水到资源，碳纳米通道膜实现高盐有机废液回收

近日，香港城市大学曾志远教授团队联合哈工大王爱杰教授团队建了一种基于羟基化单壁碳纳米管（SWCNT-OH）增强的GO复合膜，通过纳米结构与界面化学的协同调控，实现了性能与稳定性的同步突破。SWCNT-OH在膜中发挥多重作用：一方面，通过与硼酸盐形成稳定的无机交联结构，有效抑制GO层间膨胀并提升整体结构稳定性；另一方面，其一维纳米通道为水和离子提供快速传输路径，同时对有机分子形成有效阻隔，从而实现*分离。这一结构设计显著提升了分离性能——MXF/NaCl分离因子提高超过5倍，同时水通量提升4倍以上。更关键的是，该膜体系成功实现了从实验室到工程尺度的跨越，放大至11 m²膜面积，并在实际高盐废水中连续稳定运行7天，验证了其工业可行性。

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2026

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07

Angew: 从分子到通道，光固化多金属氧酸盐膜重构质子传导

Angew: 从分子到通道，光固化多金属氧酸盐膜重构质子传导

近日，东北师范大学谭华桥教授团队提出了一种“光固化+分子协同设计”的全新策略，构建了共价固定的POM有机复合膜，实现了结构与功能的协同突破。通过紫外光引发的*快共聚反应，将功能化POM簇（APOM）与含–SO₃H和–COOH基团的单体一体化交联，既实现了POM的牢固固定，又赋予材料优异的可加工性。更关键的是，该设计在膜内部构建了层级化质子传导网络：POM簇作为“长程高速通道”，而–SO₃H与–COOH基团则与水分子协同形成动态氢键网络，实现*的短程跳跃传导。这种“长程有序传导+短程动态跃迁”的协同机制，使质子传输路径在分子尺度上实现连续贯通，从根本上解决了传统POM体系中通道不连贯的问题。

06

2026

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07

Angew: “种子”变“通道”，牺牲层策略重塑沸石膜分离性能

Angew: “种子”变“通道”，牺牲层策略重塑沸石膜分离性能

膜分离技术因其低能耗和高*效率，正逐步成为替代传统蒸馏的重要手段，尤其在气体精细分离领域展现出巨大潜力。其中，沸石膜凭借其规则的分子筛孔道和刚性晶体结构，在正丁烷/异丁烷等难分离体系中具有独特优势。然而，长期以来，沸石膜始终面临“渗透性–选择性”的经典权衡：降低膜层厚度虽可提升通量，却难以实现*可控的制备；而复杂的纳米晶种或二维纳米片策略，又往往依赖苛刻条件，限制了规模化应用。因此，如何在保持高选择性的同时实现高通量，并兼顾可扩展制备，成为该领域的核心挑战。

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