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  液體的定向輸送是自然界中一種非常有趣的現(xiàn)象，如沙漠甲蟲的背部，蜘蛛絲，蝴蝶翅膀。受這些現(xiàn)象的啟發(fā)，Janus膜的不對稱潤濕性引起了人們的廣泛關注，因為它可以在沒有外界能量的情況下自發(fā)驅(qū)動液體定向輸運，也被稱為“液體二極管”現(xiàn)象。木材有規(guī)律排列的三維結構(管胞、射線)對液體的輸送有積極影響。然而，木材本身是親水的，自身無法產(chǎn)生表面能梯度。因此，制備Janus木膜的關鍵點是在厚度方向上制備一定的從疏水到親水的潤濕性梯度。

圖1 圖解摘要

  綜上所述，采用單向真空浸漬方法成功地實現(xiàn)了疏水溶劑對木材孔隙的梯度潤濕。從而實現(xiàn)了JW膜在厚度方向上的梯度潤濕性。梯度潤濕的引入削弱了滲透到Janus木膜中的液體的毛細力，從而減少了液體在膜表面的粘附和滯留，提高了流速和輸送效率。JW膜具有很高的穩(wěn)定性和耐用性，即使在腐蝕性溶液中嚴重磨損后也能保持選擇性潤濕。JW膜在液體定向輸送、霧收集和按需油水分離方面表現(xiàn)優(yōu)異，霧收集效率高(> 99.7%)，油水分離效率高(> 99.6%)。此外，JW膜可重復使用，在多次油水分離循環(huán)后仍保持較高的分離效率和通量。本研究提出的改變木材孔隙梯度特性的思路具有廣泛的應用前景，在分離、過濾、凈化和運輸?shù)阮I域具有潛在的重要應用前景。

  該研究以題為“Development of gradient-wetting Janus wood membrane with high-efficiency fog collection and oil-water separation”的論文發(fā)表在《Chemical Engineering Journal》上。文章通訊作者是南京林業(yè)大學呂建雄教授，第一作者是南京林業(yè)大學的陳凱文博士。該研究得到了國家自然科學基金項目的支持。

  全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144356

  下載：Development of gradient-wetting Janus wood membrane with high-efficiency fog collection and oil-water separation