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2024

【参会心得】开放思维，推动膜技术创新与跨学科融合

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　　2024年12月13日至12月15日，陈向荣、罗建泉、冯世超、陈国强、樊荣老师带领生物分离膜工程课题组的同学们参加了在郑州举办的第六届中国膜科学与技术报告会。本次大会由中国膜工业协会、中国膜学会(筹)主办，《膜科学与技术》编辑部、郑州大学、河南省科学院化学研究所有限公司、河南师范大学和河南一膜环保技术有限公司承办。大会特邀了中国科学技术大学徐铜文教授、大连理工大学贺高红教授、上海交通大学张永明教授、华南理工大学韩宇教授、浙江大学徐志康教授、中国科学院大连化学物理研究所杨维慎研究员和北京理工大学赵之平教授做大会报告。本次大会为膜科学与技术领域的专家学者提供了一个深入交流的平台，推动了膜技术的创新与应用，展示了我国在膜科学领域的最新进展，进一步促进了跨学科合作和产业化应用的落地。

图1 大会报告

　　大会同时设立液体分离膜、气体分离膜、新能源膜、特种分离膜、医药生物用膜和博士后及学生论坛这6个分会场。在各个分会场中专家们就团队的最新研究进行了详细介绍。而在本次报告涉及到的主题中，我们对二维膜结构设计与应用和膜技术在生物医药领域的应用比较感兴趣，因此主要学习了相关会场的部分报告。

　　二维膜结构设计与应用

　　二维纳米片是一类新型多功能材料，因其高横纵比、成膜容易、力学性能好、结构可设计、可调控，在膜分离领域受到广泛关注。通过对二维材料膜的层间距或孔径进行调控，可实现对客体分子的精准筛分。因此，二维材料膜有望同时实现高通量和高选择性，解决传统分离膜存在的问题，被认为是一类极具潜力的高效分离膜。华南理工大学的魏嫣莹老师利用多孔纳米片通过二元调控策略构筑多孔金属有机框架(MOF)二维膜，使得传质路径大幅缩短(层间孔道+面内孔道)，从根本上改变分子绕行纳米片的传质方式，提升传质效率，从而实现了高效H2纯化。安徽理工大学的刘泉老师利用机器学习辅助高性能Ca2+-氧化石墨烯(GO)脱水膜的构筑，解释了GO膜过程2类机理：限域通道分子传质和界面相互作用。山东理工大学的孟秀霞老师通过对MXene基膜和MoS2基膜层间距的调控，使得传输阻力降低，两类二维膜均显示出高输出功率密度，且具备较好的长期稳定性。华东师范大学的陈晓芳老师通过二维外延生长策略构筑均相与异相二维亚纳米通道和Bottom-up 法制备高精度亚/纳米二维富勒烯膜，改善了二维纳米片堆叠/面内缺陷和在单层石墨烯上造孔难以精确控制的问题。上海师范大学的程鹏老师通过合理匹配选定的基底和中间层，获得了同时具有更高水通量和更高有机微污染物截留率的优异薄层纳米复合膜，表明基底与中间层的协同优化对进一步提升、定制膜性能具有重要意义。

　　膜技术在生物医药领域的应用

　　膜技术在生物医药领域的应用日益广泛，涵盖了蛋白质、酶、激素、疫苗等的分离、精制、浓缩以及细菌、病毒的去除。浙江大学的朱宝库老师就膜技术与产业的研究进展做了详细汇报，重点总结了血液净化与分离膜、人工肺膜及医疗生物制药空气净化膜在生物医药中的关键应用，并指出了现有技术面临的挑战。南京工业大学的储震宇老师的研究突破了传统临床血液检测方法的局限，结合膜分离与生物传感技术，开发了能够实时监测血液成分的分离传感膜。该膜能够在血液抽取过程中实时、连续地监测血清中各种成分，与现阶段使用的血液分析仪器效果相同，且速度更快，为手术和急诊期间对患者的在线监测提供技术支持，从而大大提高确诊率，降低死亡率，对临床医学具有重要意义。课题组的罗建泉老师针对酶膜反应器中酶失活与膜污染问题，提出了通过计算流体力学模拟与实验优化结合的解决方案，成功实现了特定分子量寡聚右旋糖酐的高效生产，并提升了反应器的长期稳定性。课题组樊荣老师的研究则聚焦于寡糖及中微分子量多糖的高精度分离问题，深入探讨了膜孔径非均一性及膜污染对分离精度的影响，通过粗粒度分子模拟和实验相结合的方法，成功提取了纯度99.4%的微分子量右旋糖酐，分子量分布系数为1.4，符合商用标准，为高效制备医药中间体提供了新的思路。课题组的陈国强老师关注膜色谱分离技术在生物医药生产中的应用，深入探讨了该技术在分离纯化过程中的优势与挑战，提出了强化分离效率的创新性方案，并为生物制药的工艺优化提供了重要支持。此外，清华大学林亚凯老师、南京工业大学崔朝亮老师、中国科学院深圳先进技术研究院贾伟老师和大连理工大学张秀娟老师分别介绍了体外膜氧合系统(ECMO)的先进研究成果，推动了该系统的国产化进程，并为 ECMO 技术的临床应用提供了重要的技术基础。总体而言，本次报告全面展示了膜技术在生物医药领域的巨大潜力，涵盖了从基础研究到工业应用的各个方面，为未来技术突破和产业化应用提供了宝贵的经验和启示。

图2 分会场报告

我们的舞台

　　在本次墙报展示中，我们有幸向与会老师们介绍了我们的最新研究工作，并且荣幸地获得了“优秀墙报”奖项。在此，我们特别感谢大连理工大学的阮雪华教授和南京工业大学的王学瑞教授，感谢他们在展示过程中给予的宝贵指导和建议，这让我们受益匪浅。会议期间，众多知名专家和学者分享了他们的科研成果与实践经验，涵盖了从材料构筑、传质机理到应用研究与开发等多个方面。这些精彩的报告不仅使我们对膜领域的研究有了更加全面和深入的理解，还帮助我们把握了膜行业未来的发展方向和趋势。特别是在膜技术与其他领域的融合应用方面，专家们展示了如何将膜技术有效融入到多个领域，从而推动跨学科的深入合作和技术创新。

图3 会议精彩瞬间(小编注：应该多放自己的照片，少放老同志的照片)

　　此次大会为我们提供了许多新的思路和视角，也让我们深刻感受到膜科学研究的独特魅力。通过聆听各位专家的分享，我们意识到，将膜技术与不同领域的创新应用相结合，不仅能开拓更多的研究方向，也为膜技术的未来发展提供了新的动力。这种跨学科的融合为膜技术赋予了更多的应用场景，同时也拓宽了我们的视野，激发了我们对未来研究的更大热情。最后，我们再次感谢大会的主办方和组织者，感谢他们精心筹备了如此精彩的会议。我们将继续努力，推动膜行业的发展，为其创新和进步贡献自己的力量。