哈工大黑科技：图灵纳滤膜横空出世

哈工大黑科技：图灵纳滤膜横空出世

近日，哈尔滨工业大学教授邵路团队在纳滤膜技术领域取得重大突破，成功制备出具有图灵结构的共价有机框架纳滤膜。这一创新成果不仅解决了传统纳滤膜在成膜过程中存在的不规则堆叠及晶界缺陷问题，还实现了多种有机溶剂的高效分离，展现出广阔的应用前景。

研究团队采用单宁酸异相成核的策略，通过调控反应-扩散动力学，在均相溶液中原位合成具有图灵结构的共价有机骨架膜。这一过程的关键在于单宁酸通过西夫碱反应生成定义的反应前驱体，增加反应速率并减小扩散速率，从而满足图灵结构的设计条件。同时，空间位阻和电荷排斥作用将共价有机骨架膜晶体转变为均匀分散的球体，最终形成孔径均匀的薄膜。

图灵共价有机框架纳滤膜的成功制备，实现了超快速、低能耗的有机溶剂纳滤。这种新型纳滤膜不仅过滤精度高，而且展现出高效的溶剂渗透能力和低能耗优势，被视为突破传统分离膜局限的理想材料。在资源回收和环境修复等领域，该技术具有重要的应用潜力。

传统纳滤膜在成膜过程中容易出现不规则的堆叠及晶界缺陷，这阻碍了无缺陷共价有机骨架膜的形成。尽管通过调节反应条件或引入特殊官能团可以在一定程度上优化纳米尺度的结构和层间堆叠，但宏观上共价有机骨架膜材料的时空排列和形貌控制仍未实现。基于反应扩散动力学的图灵模式设计，为实现共价有机骨架膜的空间精准调控提供了新的解决方案。

哈工大化工与化学学院博士研究生杨帆为论文第一作者。邵路教授、哈工大化工与化学学院张艳秋副教授、南京工业大学孙世鹏教授为论文共同通讯作者。该研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费等项目的资助。

图灵纳滤膜技术的突破，为纳滤膜技术的应用带来了新的可能。在资源回收和环境修复等领域，这种新型纳滤膜有望发挥重要作用。随着研究的深入和技术的完善，图灵纳滤膜有望在工业纯水制造、海水淡化、电子级高纯水制备等多个领域得到广泛应用，为相关行业带来革命性的变化。