新闻资讯
NEWS CENTER
17
2026
-
04
Angew-仿生冠醚功能化膜实现高选择性离子筛分
作者：
生物离子通道高的离子选择性，为离子分离材料的设计提供了重要启发。在合成聚合物膜中复刻仿生结构与功能的调控，目前仍存在巨大挑战。本文提出一种仿生设计策略，通过在离子通道内部构筑特异性识别结构，制备高性能一价阳离子选择性交换膜。以聚合物为基底、冠醚为功能单体，构建由「膜基体 - 冠醚识别位点」协同作用的离子传输通道结构。其中，磺酸基团作为离子跳跃传输位点，保障优异的离子通量；嵌入的冠醚单元则依靠尺寸匹配效应与配位选择性，实现离子识别。**改性膜在混合盐体系中展现出优异的离子筛分能力，离子渗透选择性遵循钾离子＞钠离子＞锂离子≫镁离子规律，同时具备优异的长期运行稳定性与规模化制备潜力。该膜材料已完成放大制备并组装至电渗析膜堆，成功实现模拟盐湖卤水的提锂应用。本研究构建了聚合物膜内部通道功能化的全新设计范式，为高性能离子分离功能材料的开发提供了合理可行的新思路。
综上所述，本文报道了一种基于离子通道选择性结构构筑与功能协同的仿生设计策略，在聚合物膜内部成功构建了 **“膜基体 - 冠醚识别位点”** 传输体系。优化后的膜材料在复杂盐环境中仍兼具优异的离子通量与渗透选择性，同时表现出良好的稳定性与实际应用性能。
实验测试与计算模拟结果表明，该膜的离子选择渗透性能，源于冠醚与离子之间的特异性配位作用。本研究不仅为仿生离子通道分离膜提供了全新设计思路，还通过系统性普适性验证，建立了可广泛适用的离子分离研究模型，在水处理、能量转化等领域具备重要应用价值与指导意义。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/Pbeje64OuplqOpAKklfwRg
相关新闻
