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  隨著全球能源需求的不斷增長和可再生能源技術的快速發展，開發綠色高效的能量收集與轉換方式已成為研究前沿。滲透能量（osmotic energy）因其來源廣泛且穩定，被認為是未來可持續能源的一種重要途徑。然而，傳統離子交換膜的穩定性不足、離子選擇性受限，難以在復雜環境中長期應用。因此，如何設計高效、穩定且多功能的納流體膜材料成為該領域的關鍵挑戰。

  齊魯工業大學（山東省科學院）于得海教授團隊提出將金納米粒子（Au NPs）和氨基功能化金屬有機框架（UiO-66-NH₂），引入氧化石墨烯復合膜（GO-Au@UiO-66-NH₂-PSSA，簡稱GAUP），不僅優化了復合膜的離子傳輸通道，還賦予了膜材料光響應、抗菌和污染物降解等多功能特性。在光照條件下，Au NPs 的局域表面等離子共振（LSPR）效應促進了熱電子的產生并提升了滲透能轉換效率，使得 GAUP 膜的輸出功率密度達到 16.5 W m^-2。此外，該膜還表現出優異的污水處理能力，在光照下可實現 90% 以上的染料降解率，并對革蘭氏陰性細菌展現 99% 的殺菌效果。GAUP膜成功解決了滲透能源系統和廢水處理中的可持續性問題，是可持續納米流體技術的重要突破，促進了可再生能源解決方案與環境管理的高度融合。

圖1離子聚合物和Au@UiO-66-NH₂協同增強GO膜及其結構表征

圖2電學性能及滲透能轉換特性

圖3光驅動滲透能量增強行為

圖4光響應性能及其光催化性能

圖5GAUP復合膜在不同濃度梯度工業染料廢水和光照條件下的能量收集性能

圖6 離子傳輸性能模擬計算

圖7納米離子通道中不同離子的濃度分布模擬計算及穩態下電流統計分析

  相關研究成果以“Harnessing plasmonic and nanofluidic synergies with gold‐embedded graphene oxide frameworks for osmotic energy harvesting”為題發表在Advanced Functional Materials（2025, 10.1002/adfm.202500247）期刊上。齊魯工業大學（山東省科學院）為論文唯一單位，輕工學部2022級碩士研究生趙銳、張蓉蓉為論文共同第一作者，于得海教授為論文唯一通訊作者。本研究得到國家自然科學基金項目、國家博士后基金特別資助項目、山東省泰山學者青年專家項目、校（院）科教產融合基礎研究等項目的支持。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202500247