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浙江大學朱利平教授、阿爾伯塔大學曾宏波院士 Prog. Polym. Sci.:基于兩親共聚物的先進功能膜
2024-11-17  來源:高分子科技

  具有先進和新穎功能的分離膜在工業分離、水處理、能量收集和存儲、醫療保健、仿生器件等領域具有廣泛的應用。分離膜的性能主要取決于它們與周圍離子、分子、顆粒、乳液和生物活性物質的界面相互作用。含有疏水和親水鏈段的兩親共聚物能自發組裝成多相和分級結構,已被廣泛設計為添加劑、表面改性劑、成膜材料和類脂質雙分子層,為調節分離膜的表面物化性質提供了通用平臺,是構建多尺度、多層次、多功能表界面功能膜的核心基礎性材料。兩親共聚物的可控合成,并將其制成具有目標性能的分離膜是實現共聚物在膜材料中應用的先決條件。


  近日,浙江大學朱利平教授與阿爾伯塔大學曾宏波院士在高分子領域頂級綜述類期刊《Progress in Polymer Science》聯合發表題為“Advanced Functional Membranes Based on Amphiphilic Copolymers”的綜述論文。該論文全面概述了基于兩親共聚物的先進功能膜材料最新進展,包括工作原理以及聚合物結構、加工策略和膜性能之間的關聯,以期通過精確功能主導的新型兩親共聚物合成和可控制膜工藝,推動下一代聚合物膜的發展。論文首先總結了用于膜制備與改性的兩親共聚物合成方法,強調精確的分子合成是其膜應用的核心任務。隨后介紹了將兩親共聚物加工成具有有序和相分離結構膜材料的策略。在這些策略中,基于相轉化制膜過程的表面自組裝現象得到廣泛的研究,其親水鏈段自發遷移到膜孔壁,為調節各種用途的膜表面電荷和浸潤性提供了通用解決方案。論文進一步結合“循環經濟”的理念,從成本控制、可控降解、循環利用等角度分析兩親共聚物功能膜存在的問題,展望了人工智能、機器學習等新技術應用在推動材料優化制備定制設計和工業化應用潛能



  朱利平教授和曾宏波院士為該論文的共同通訊作者,浙江工業大學易磚副研究員、中國科學院寧波材料技術與工程研究所朱麗靜副研究員為共同第一作者,他們均為浙江大學膜材料與技術研究室的優秀博士畢業生。其他共同作者還包括浙江大學朱寶庫教授、方傳杰副研究員等。該論文得到國家自然科學基金(U21A20302, 22178311)、國家重點研發計劃(2021YFB3801503浙江省高層次人才特支計劃(2021R52027,以及加拿大自然科學與工程研究委員會機構或項目的資助。


  浙江大學膜材料與技術研究室近年來持續開展了聚合物分離膜材料設計、制備與應用的研究工作,建立了具有鮮明特色的兩親聚合物分離膜理論與技術體系,膜材料制備技術在合作企業北京碧水源膜科技有限公司、海南立昇凈水科技實業有限公司等行業龍頭企業得到了規模化生產與工程應用,系列膜產品被用于南水北調水源地治理、北京冬奧會污水處理工程、武漢方艙醫院污水處理等國家重大工程,研究成果獲得了2022浙江省科技進步獎一等獎、2019海南省科技進步獎一等獎等科技獎勵。


浙江大學膜材料與技術研究室合影(202411月)


  原文鏈接https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2024.101907

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(責任編輯:xu)
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