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  在全球水資源短缺、能源需求激增、環(huán)境治理壓力加大的背景下，離子分離技術(shù)成為解決海水綜合利用、鹽湖提鋰、退役電池回收、工業(yè)廢水處理等關(guān)鍵問(wèn)題的核心。但目標(biāo)離子與共存離子的理化性質(zhì)高度相似（如亞埃級(jí)水合離子尺寸差異、相同電荷符號(hào)），給離子高效分離帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。聚酰胺納濾（NF）膜憑借亞納米孔徑和荷電特性，成為離子分離的重要選擇。目前，孔徑和電荷作為決定膜離子選擇性的“左膀右臂”已被科學(xué)界廣泛認(rèn)可，但孔徑和電荷的耦合影響機(jī)制以及哪一特征是決定離子選擇性的關(guān)鍵因素尚不清楚。長(zhǎng)期以來(lái)，研究者們普遍認(rèn)為：要讓離子分離更精準(zhǔn)，關(guān)鍵在于窄化膜的孔徑分布，這樣才能更好地“攔住”不需要的離子。然而，單/多價(jià)水合離子尺寸差異僅在0.05-0.5 nm的極小范圍之間，并且由于傳統(tǒng)界面聚合制膜過(guò)程中胺類單體的超快反應(yīng)速率與相際擴(kuò)散的不均勻性，要想實(shí)現(xiàn)埃米尺度分離層孔徑分布的精準(zhǔn)控制難度極大。通過(guò)操縱膜表面電荷來(lái)增強(qiáng)離子-膜相互作用是提高離子選擇性的另一有效途徑，但現(xiàn)有對(duì)表面電荷的研究手段大多局限于宏觀的Zeta電位分析，僅能獲取宏觀平均電荷信息，無(wú)法解析納米尺度下電荷的空間分布特征，導(dǎo)致電荷對(duì)選擇性的作用機(jī)制模糊不清，難以指導(dǎo)膜材料的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

  針對(duì)上述挑戰(zhàn)，近日浙江大學(xué)長(zhǎng)三角智慧綠洲創(chuàng)新中心未來(lái)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室張林教授團(tuán)隊(duì)發(fā)展了出能“看清”納米級(jí)電荷分布的多模態(tài)原子力顯微鏡技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)聚酰胺膜納米級(jí)電荷分布的可視化與定量化分析，發(fā)現(xiàn)了“納米尺度電荷均勻性主導(dǎo)離子選擇性”的新機(jī)制，打破了“孔徑?jīng)Q定論”的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。在該認(rèn)識(shí)指導(dǎo)下，提出了基于PEI多元改性策略的膜表面納米電荷精準(zhǔn)操縱技術(shù)，設(shè)計(jì)出了“電荷密度與均勻性”雙高納濾膜材料，成功實(shí)現(xiàn)了高選擇性鋰鎂分離。

  相關(guān)成果以“Impact of charge homogeneity on ion selectivity in polyamide membranes”為題發(fā)表在《Nature Water》上。第一作者為浙江大學(xué)長(zhǎng)三角智慧綠洲創(chuàng)新中心助理研究員魯?shù)?/span>，張林教授為唯一通訊作者，浙江大學(xué)長(zhǎng)三角智慧綠洲創(chuàng)新中心未來(lái)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室為第一通訊單位。

抽絲剝繭：電荷與孔徑誰(shuí)主“沉浮”？反常現(xiàn)象引出“隱藏關(guān)鍵”

  20世紀(jì)80年代末，FilmTec公司成功開(kāi)發(fā)了商品化聚酰胺納濾膜，推動(dòng)了納濾技術(shù)走向市場(chǎng)化應(yīng)用，在過(guò)去的40年里，NF90和NF270膜產(chǎn)品作為主流的納濾膜產(chǎn)品，在水處理領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位。在測(cè)試兩款商業(yè)納濾膜離子選擇性的實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)意外發(fā)現(xiàn)了“孔徑分布窄，而選擇性低”的“反常識(shí)”現(xiàn)象。從數(shù)據(jù)上看，NF90膜的孔徑（r_p=0.349 nm）比NF270膜（r_p=0.393 nm）小，孔徑分布也更窄（NF90膜的幾何偏差σ_p=1.28，而NF270膜為1.34）。NF90膜的孔半徑介于Cl^-離子的水化半徑（0.332 nm）和SO₄^2-離子的水化半徑（0.379 nm）之間（圖1a,b）。按照“孔徑?jīng)Q定論”，NF90 膜的選擇性應(yīng)該更好才對(duì)。可實(shí)際測(cè)試中，NF270 膜的Cl^-/SO₄^2-選擇性，卻比NF90膜高出了近10倍（圖1c-e）！這一現(xiàn)象直接挑戰(zhàn)了“孔徑分布決定選擇性”的傳統(tǒng)認(rèn)知，也暗示存在尚未被發(fā)掘的核心調(diào)控因素。為何疏松的NF270膜能有如此之高的離子選擇性？難道是“電荷”在搞鬼？可檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，兩種膜的宏觀表面電荷強(qiáng)度（Zeta電位）差不多。這時(shí)候，研究團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)大膽猜想：會(huì)不會(huì)是納米尺度下的電荷分布均勻性，才是真正的“關(guān)鍵因素”？

圖1：商業(yè)NF90和NF270膜的“孔徑分布窄，而選擇性低”的“反常識(shí)”現(xiàn)象。

追根溯源：多模態(tài)AFM技術(shù)，揪出了“電荷分布均勻性”這一游戲規(guī)則改變者

  為破解“反常識(shí)”現(xiàn)象，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用多模態(tài)原子力顯微鏡（AFM）技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)了聚酰胺膜納米級(jí)電荷分布的三維可視化表征，從表面電位、相位變化、功能基團(tuán)分布三個(gè)維度，揭開(kāi)了電荷均勻性的神秘面紗。在表面電位表征中，開(kāi)爾文探針力顯微鏡（KPFM）顯示：具有“脊-谷”結(jié)構(gòu)的NF90膜表面電位波動(dòng)劇烈，而相對(duì)表面平滑的NF270膜表面電位分布均勻（圖2a-d）；靜電力顯微鏡（EFM）進(jìn)一步證實(shí)，NF90膜的“脊頂”與“谷底”區(qū)域相位差顯著，而NF270膜無(wú)明顯波動(dòng)（圖2e-g）。

  考慮到電化學(xué)性質(zhì)差異是化學(xué)功能基團(tuán)性質(zhì)差異的本征反映，進(jìn)一步采用原子力顯微鏡紅外光譜（AFM-IR）技術(shù)來(lái)可視化膜表面羧基基團(tuán)分布，并創(chuàng)新地提出了羧基空間分布均勻性的量化分析方法：以膜三維高度圖的中值為基準(zhǔn)面，劃分凸起區(qū)（區(qū)域 I）與凹陷區(qū)（區(qū)域 II），提取高紅外振幅信號(hào)（代表羧基密度）的占比，來(lái)量化描述膜表面羧基基團(tuán)的空間分布特性（圖2h-l）。研究顯示，NF90膜表面羧基呈離散的斑塊分布，而NF270膜呈連續(xù)點(diǎn)狀分布，且在不同形貌高度區(qū)域的羧基占比差異極小（區(qū)域 I 7.37% vs 區(qū)域 II 7.84%），定量證實(shí)了NF270膜具有更高的電荷均勻性這一重要結(jié)論。離子選擇性分離性能結(jié)果顯示，電荷均勻性更高的膜，非目標(biāo)離子（如SO₄^2-）的“泄漏”現(xiàn)象顯著減少。

圖2：商業(yè)化和實(shí)驗(yàn)室自制的具有不同結(jié)構(gòu)特征的聚酰胺膜的空間電荷分布均勻性表征。

  分子動(dòng)力學(xué)模擬進(jìn)一步揭示了電荷均勻性對(duì)離子選擇性的影響機(jī)制：電荷不均的膜表面存在“低靜電勢(shì)區(qū)”，非目標(biāo)離子易在此處突破屏障；而電荷均勻的膜能形成均勻的靜電勢(shì)壘，高效排斥多價(jià)離子，同時(shí)保證單價(jià)離子順暢傳輸（圖3a-k）。為進(jìn)一步排除兩款商業(yè)膜制備工藝差異的影響，團(tuán)隊(duì)采用相同支撐層與制備工藝，制備了兩種負(fù)電聚酰胺膜（M-1與M-2）。結(jié)果再次驗(yàn)證：即使M-1膜的孔徑分布更窄，但電荷均一性更高的M-2膜，其離子選擇性仍比M-1膜提升30%以上，徹底證實(shí)了電荷均勻性對(duì)離子選擇性的主導(dǎo)作用，顛覆了傳統(tǒng)的“孔徑?jīng)Q定論”（圖2m-p）。

圖3：膜表面離子分布及離子-膜相互作用的分子模擬。

精準(zhǔn)設(shè)計(jì)：實(shí)現(xiàn)納米精度電荷操控，打造荷電密度和均勻性“雙高”納濾膜

  搞清楚了電荷均勻性的重要性，接下來(lái)的問(wèn)題是：怎么才能做出“電荷密度高、分布又均勻”的納濾膜？團(tuán)隊(duì)把目光投向了聚乙烯亞胺（PEI），利用膜表面殘余酰氯和羧基基團(tuán)進(jìn)行荷電反轉(zhuǎn)改性，并創(chuàng)新性地提出了“PEI多元改性策略”，給膜進(jìn)行“精準(zhǔn)充電”。他們對(duì)比了三種改性路徑，包括：（1）以水為媒介的PEI二次界面反應(yīng)（SP_A-PEI）；（2）以乙醇為媒介的PEI二次界面反應(yīng)（SP_E-PEI）；（3）EDC/NHS 催化酰胺化（EDC/NHS-PEI）（圖4a,b）。結(jié)合多模態(tài)AFM技術(shù)對(duì)改性基團(tuán)進(jìn)行“實(shí)時(shí)監(jiān)控”，研究發(fā)現(xiàn)：若以水為媒介，膜表面酰氯基團(tuán)會(huì)發(fā)生水解，PEI的接枝效率極低（圖4c,e）；當(dāng)用乙醇代替水，能減少酰氯水解，提升 PEI 的接枝效率。但酰氯還是會(huì)在膜的凹陷區(qū)殘留更多，電荷分布依然不夠均勻（圖4d,f）；當(dāng)采用EDC/NHS催化酰胺化反應(yīng)，直接讓PEI和膜上的羧基反應(yīng)。這個(gè)方法就像“精準(zhǔn)點(diǎn)涂”，不僅電荷反轉(zhuǎn)效率最高，電荷分布也最均勻。通過(guò)調(diào)控PEI的接枝時(shí)間，團(tuán)隊(duì)在不改變膜形貌和孔徑的前提下，成功實(shí)現(xiàn)“電荷密度”和“均勻性”的雙重提升。

圖4：PEI多元改性策略和膜表面酰氯基團(tuán)分布均勻性表征。

真理檢驗(yàn)：從小試制備到組件放大，電荷均勻膜“實(shí)戰(zhàn)”出彩

  通過(guò)AFM-IR（圖5a-h）和KPFM（圖5i-p）的系統(tǒng)表征，EDC/NHS-PEI膜表面胺基基團(tuán)的分布均勻度，比SP_E-PEI膜高了40%以上；Zeta電位測(cè)試顯示，它的表面正電荷密度能達(dá)到1048 μmol·m^-2，而且不同區(qū)域的電荷波動(dòng)小于5%——真正做到了“電荷又多又均勻”。得益于多模態(tài)AFM的“功勞”：它就像“納米級(jí)手術(shù)刀”，不僅讓我們看清了電荷分布，還幫助團(tuán)隊(duì)實(shí)時(shí)調(diào)整改性方案，確保每一步都精準(zhǔn)到位，最終打造出了這款“雙高”納濾膜。

  一款好的技術(shù)，不僅要在實(shí)驗(yàn)室里表現(xiàn)出色，還要能“落地干活”。EDC/NHS-PEI膜在實(shí)際應(yīng)用中，到底行不行？首先面對(duì)的是“靜電屏蔽”難題。在高鹽環(huán)境下，大量離子會(huì)“包圍”膜表面的電荷，削弱膜對(duì)目標(biāo)離子的“攔截能力”。在Mg²⁺/Li⁺質(zhì)量比為60的條件下，分離因子（S_Li/Mg）達(dá)50，超過(guò)大多已報(bào)道的聚酰胺膜。得益于EDC/NHS-PEI膜表面均勻的電荷分布，能形成穩(wěn)定的“靜電勢(shì)壘”，有效緩解了靜電屏蔽的影響，在高鎂鋰比條件下（150），其分離因子也遠(yuǎn)超SP_E-PEI膜（圖5q-t）。

圖5：電荷設(shè)計(jì)膜的空間電荷分布分析及其離子分離性能。

  更讓人興奮的是，團(tuán)隊(duì)還實(shí)現(xiàn)了“組件級(jí)放大”。他們利用EDC/NHS方法把商用的負(fù)電納濾膜組件（N@NF）進(jìn)行了原位改性，做成了正電均勻的P@NF組件，并以青海察爾汗鹽湖提鋰工藝中經(jīng)吸附處理后的洗脫液為原料進(jìn)行鋰鎂分離“實(shí)戰(zhàn)”檢驗(yàn)（圖6a）。在中試實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)兩級(jí) P@NF組件的處理，Mg²⁺的截留率穩(wěn)定在98.3%以上，透過(guò)液中Mg²⁺/Li⁺質(zhì)量比降到了3.7×10^-4，Li₂CO₃純度達(dá)到98.42%！這意味著，電荷均勻膜不僅在實(shí)驗(yàn)室里行，在工業(yè)生產(chǎn)中也能“大顯身手”（圖5b-e）。

圖6：鹵水提鋰商用膜組件的原位正電荷均勻化改性及其鋰鎂分離性能。

著眼未來(lái)：開(kāi)啟離子分離“精準(zhǔn)電荷時(shí)代”

  該團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究，可不止是做出了一款好膜那么簡(jiǎn)單，它還徹底改變了我們對(duì)聚酰胺膜離子分離的認(rèn)知，開(kāi)啟了“精準(zhǔn)電荷時(shí)代”。從理論層面看，該研究首次揭示了納米級(jí)電荷均勻性對(duì)離子選擇性的主導(dǎo)機(jī)制，填補(bǔ)了微觀電荷分布與宏觀分離性能關(guān)聯(lián)研究的空白，打破了“孔徑?jīng)Q定論”的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，為膜材料的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)提供了全新理論依據(jù)。從技術(shù)層面看，它推動(dòng)了膜分離技術(shù)從“孔徑控制”向“電荷工程”的范式轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)技術(shù)需通過(guò)復(fù)雜工藝調(diào)控埃級(jí)孔徑，現(xiàn)在只要調(diào)控好電荷均勻性，就有望在保證高滲透性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高選擇性。團(tuán)隊(duì)提出的膜表面電荷均勻化改性技術(shù)無(wú)需改造現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備，工藝兼容性強(qiáng)。同時(shí)，開(kāi)發(fā)的多模態(tài)AFM表征技術(shù)，為納米尺度電荷分布的精準(zhǔn)分析提供了標(biāo)準(zhǔn)化工具，可推廣至其他高性能材料的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)中。更重要的是，這項(xiàng)技術(shù)為“下一代高性能離子分離膜”設(shè)計(jì)提供了新范式。相信在不久的將來(lái)，“電荷均勻”會(huì)成為聚酰胺膜的“標(biāo)配”，讓離子分離技術(shù)變得更高效、更環(huán)保、更經(jīng)濟(jì)！未來(lái)的研究可進(jìn)一步拓展開(kāi)發(fā)“動(dòng)態(tài)原位電荷表征技術(shù)”（如環(huán)境掃描探針顯微鏡），進(jìn)一步解析實(shí)際工況下（壓力、溫度變化）電荷分布的動(dòng)態(tài)演變規(guī)律，為膜材料的長(zhǎng)期穩(wěn)定性優(yōu)化提供理論支撐。可以預(yù)見(jiàn)，“精準(zhǔn)電荷工程”將成為離子分離技術(shù)發(fā)展的核心方向，為解決全球水、能源與環(huán)境問(wèn)題提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

  該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2023YFB3810900）、國(guó)家自然科學(xué)基金（22138010, U21A20302，52261145697）、浙江省“尖兵領(lǐng)雁”研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2024C03132）、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（226-2024-00091）、中國(guó)博士后科學(xué)基金（2023M742997）和長(zhǎng)江科學(xué)院開(kāi)放基金（CKWV20231180/KY）的支持。

平臺(tái)簡(jiǎn)介

浙江大學(xué)長(zhǎng)三角智慧綠洲創(chuàng)新中心未來(lái)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室以國(guó)家生態(tài)文明理念與“雙碳”目標(biāo)為引領(lǐng)，主攻方向?yàn)橄冗M(jìn)環(huán)境材料和智能環(huán)保裝備，探索“需求-技術(shù)-政策”科產(chǎn)聯(lián)動(dòng)新模式，踐行“科產(chǎn)人”一體發(fā)展。成立2年多以來(lái)，已建立了由國(guó)家杰出青年基金獲得者領(lǐng)銜、中國(guó)工程院院士與外籍院士任顧問(wèn)、國(guó)家級(jí)人才為骨干的人才團(tuán)隊(duì)，現(xiàn)有雙聘學(xué)者20人，全職人員40余人、研究生40余人。實(shí)驗(yàn)室為“土壤污染防治與安全”全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)點(diǎn)，共建有“水污染控制與水生態(tài)健康”全省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，并建成了6個(gè)企業(yè)聯(lián)合研發(fā)機(jī)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)室已承擔(dān)國(guó)家級(jí)、省部級(jí)及企業(yè)委托研發(fā)項(xiàng)目53項(xiàng)，合同經(jīng)費(fèi)6600余萬(wàn)元，到款經(jīng)費(fèi)1800余萬(wàn)元。申報(bào)及授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利30余項(xiàng)，其中國(guó)際專利2項(xiàng)。攻克了污泥連續(xù)低溫水熱綠色炭化、土著菌單細(xì)胞快篩回注地下水修復(fù)等行業(yè)痛點(diǎn)難點(diǎn)技術(shù)，研發(fā)的智能控藻機(jī)器人已量產(chǎn)并推廣，正申請(qǐng)省首臺(tái)套；“綠洲炭草”已注冊(cè)商標(biāo)并應(yīng)用于十多項(xiàng)水生態(tài)修復(fù)工程；污泥綠色炭化裝備Smart-HTC可將污泥處置費(fèi)用從250元/t左右下降到150元/t。依托以上技術(shù)與產(chǎn)品，已孵化科技企業(yè)5家，吸引浙大系企業(yè)落地嘉善12家，正導(dǎo)入企業(yè)8家，初步打造了浙大系環(huán)保產(chǎn)業(yè)集群，預(yù)計(jì)近三年形成規(guī)上企業(yè)5家、總產(chǎn)值1.5億元，達(dá)產(chǎn)后年產(chǎn)值超3億元，成為我國(guó)未來(lái)環(huán)境產(chǎn)業(yè)孵化的“小硅谷”。

該研究成果是未來(lái)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室膜分離研究團(tuán)隊(duì)在聚酰胺膜納米限域分離機(jī)制和高性能分離膜材料設(shè)計(jì)方面取得的又一重要進(jìn)展。在前期研究中，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了“數(shù)據(jù)-機(jī)制”雙驅(qū)動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)方法，揭示了多基團(tuán)耦合效應(yīng)主導(dǎo)的微污染物去除新機(jī)制（Nature Sustainability, (2025). https://doi.org/10.1038/s41893-025-01617-6.）。并通過(guò)分子模擬與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合，闡明了膜表面荷電基團(tuán)與電中性磺胺甲噁唑污染物分子的局部帶電基團(tuán)存在強(qiáng)烈靜電及氫鍵相互作用，從而顯著影響截留率的電中性微污染物去除原理（Chemical Engineering Science, 306: 12129 (2025); Separation and Purification Technology, 369, 133091 (2025)）。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了集成機(jī)器學(xué)習(xí)模型提取了影響聚酰胺納濾膜水/鹽選擇性和離子選擇性的關(guān)鍵特征（Desalination, 564: 116748 (2023); Desalination, 548: 116293 (2023)），揭示了由水-離子擴(kuò)散系數(shù)差和離子-膜孔尺寸匹配性主導(dǎo)的尺寸限域水/鹽傳遞機(jī)制，以及離子脫水合作用和對(duì)流-擴(kuò)散差異控制的離子選擇性特征依賴性反轉(zhuǎn)機(jī)制。在上述機(jī)理認(rèn)識(shí)指導(dǎo)下，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了乙醇溶劑型表面電荷反轉(zhuǎn)技術(shù)以及膜表面離子化狀態(tài)定向調(diào)控策略，制備得到了高選擇性納濾膜材料。（Nature Water, 2: 1153-1154 (2024); Journal of Membrane Science, 728: 124149 (2025); Journal of Membrane Science, 635: 119504 (2021)）。本研究成果是在前期研究基礎(chǔ)上取得的又一重大突破，為高離子選擇性分離膜設(shè)計(jì)提供了全新思路。

論文信息：Lu, D., et al. Impact of charge homogeneity on ion selectivity in polyamide membranes. Nat Water (2025). https://doi.org/10.1038/s44221-025-00498-5.

作者介紹：

魯?shù)ぃ?/span>浙江大學(xué)長(zhǎng)三角智慧綠洲創(chuàng)新中心未來(lái)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室助理研究員，主要從事用于水處理和能源應(yīng)用過(guò)程的分離膜制備、改性與應(yīng)用方面的基礎(chǔ)研究與關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，重點(diǎn)突破聚合物膜在多場(chǎng)景應(yīng)用中存在的分離機(jī)制不清、高性能膜材料定向設(shè)計(jì)及可控制備難、應(yīng)用過(guò)程選擇性及穩(wěn)定性不足等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題和技術(shù)瓶頸，在納米限域離子/分離分離機(jī)制和高性能納濾膜材料開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面取得了一定創(chuàng)新成果。近五年以第一（含共同）及通訊作者累計(jì)在Nat. Sustain.、Nat. Water.(2)、J. Membr. Sci.、Chem. Eng. J.、Desalination等頂級(jí)期刊發(fā)表高水平論文15篇，申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利11項(xiàng)，授權(quán)9項(xiàng)；參編《納濾水處理技術(shù)》專著和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)各1部。獲日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明展金獎(jiǎng)、中華環(huán)保聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、Advanced Membranes年度最佳論文獎(jiǎng)等科研獎(jiǎng)勵(lì)。在國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)會(huì)議作報(bào)告10余次，獲AMS亞太膜學(xué)會(huì)會(huì)議、全球華人化工學(xué)者研討會(huì)、全國(guó)膜與膜過(guò)程會(huì)議、全國(guó)膜技術(shù)青年科學(xué)家大會(huì)等國(guó)際/國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)會(huì)議優(yōu)秀報(bào)告獎(jiǎng)4次。主持中國(guó)博士后面上項(xiàng)目、長(zhǎng)江科學(xué)院開(kāi)放基金、企業(yè)委托項(xiàng)目等項(xiàng)目3項(xiàng)，以子課題負(fù)責(zé)人參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)，以技術(shù)骨干參與國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、區(qū)域聯(lián)合基金、浙江省“尖兵領(lǐng)雁”等項(xiàng)目4項(xiàng)。

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張林：浙江大學(xué)求是特聘教授，浙江大學(xué)長(zhǎng)三角智慧綠洲創(chuàng)新中心未來(lái)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室雙聘學(xué)者，兼任浙江大學(xué)碳中和研究院副院長(zhǎng)，曾任化學(xué)工程與生物工程學(xué)院副院長(zhǎng)，入選國(guó)家高層次人才特殊支持計(jì)劃，享受政府特殊津貼。圍繞膜技術(shù)在水資源、環(huán)境保護(hù)和生命健康等領(lǐng)域中應(yīng)用的問(wèn)題開(kāi)展了深入研究，取得了一系列創(chuàng)新成果：1.首次將計(jì)算機(jī)之父阿蘭·圖靈于1952年提出的“反應(yīng)-擴(kuò)散系統(tǒng)”理論應(yīng)用于水處理膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制備出首張具有圖靈斑圖結(jié)構(gòu)的納濾膜，大幅度提高了水的有效滲透面積，突破了納濾膜的滲透性與選擇性之間的消長(zhǎng)效應(yīng)；2.率先將AI技術(shù)應(yīng)用于分離膜的制備過(guò)程中，利用其強(qiáng)大的預(yù)測(cè)和決策能力解析了影響膜分離選擇性的關(guān)鍵特征參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了面向不同應(yīng)用場(chǎng)景的聚酰胺納濾膜定向制備；3.基于不同膜過(guò)程分離性能具有互補(bǔ)性的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了“超濾-反滲透-納濾”多膜集成的水處理工藝，將水回收率提高至90%以上。成果在浙江能源集團(tuán)和舟山海島實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。擔(dān)任Desalination、Environmental Technology、Advanced Membranes、Environmental Functional Materials、膜科學(xué)與技術(shù)、水處理技術(shù)、能源工程等國(guó)內(nèi)外期刊的編委。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人承擔(dān)或承擔(dān)完成了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)重點(diǎn)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金、國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)際合作項(xiàng)目、“863”計(jì)劃等30余項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)項(xiàng)目。在Science、Nature Sustainability、Nature Water等期刊上發(fā)表論文200余篇，授權(quán)國(guó)內(nèi)外發(fā)明專利40余件，實(shí)現(xiàn)專利權(quán)轉(zhuǎn)讓9件。研究成果獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，教育部、浙江省等省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)近10項(xiàng)，日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明展金獎(jiǎng)1項(xiàng)。

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