近日，其導師韓宇教授和合作者，制備出一種高通量、高選擇性的超薄分子尺度分離膜。其中一位審稿人做了提綱挈領的評價：“作者設計了全新的碳材料膜，相比已有的二維材料膜，該膜具有更規(guī)整的亞納米尺寸孔道結構，并展現超高的水和離子分離性能。”

而將該分離膜用于水和離子分離，還只是一個開始。可以預見的是，未來會有更多超薄膜可以通過這一方法被設計和制備，從而為開發(fā)高效膜材料、以及讓其用于氣體分離、有機物分離、離子分離等提供全新的平臺。

同時，該團隊也借此展示了一種新策略：即利用化學氣相沉積法來制備超薄的共軛聚合物框架膜，從而讓規(guī)整亞納米通道的精確構筑成為現實。

由于該分離膜具備高通量、高選擇性的水脫鹽性能，故可給開發(fā)下一代碳材料膜，以用于分子尺度精準分離帶來新思路。

該團隊預想，該分離膜有望首先在水處理領域實現應用。例如，在壓力驅動的納濾或反滲透過程，該膜適用于較低操作壓力 <13bar 下的水脫鹽過程。

相比商業(yè)化的納濾膜，在壓力驅動下該分離膜具備相近的水滲透速率，但是離子截留率可由 ~35.6% 提升至 ~83%。對于尺寸在 1nm 左右的二價鹽離子和染料分子，其截留率高至 99.1%。

基于其由濃度差驅動的正滲透過程，可將該分離膜用于食品行業(yè)如果汁濃縮[1]，在農業(yè)系統(tǒng)可用于化肥液稀釋和灌溉等。也可以將該膜與高壓反滲透、膜蒸餾等膜過程進行集成，從而降低工業(yè)過程能耗。

近日，相關論文以《超薄有序共軛聚合物骨架膜的水傳輸和分子篩分》（Fast water transport and molecular sieving through ultrathin ordered conjugated-polymer-framework membranes）為題發(fā)在 Nature Materials 上[2]。

對于接下來的研究計劃，作者表示：“基于實際應用的角度，我們正在開展如何改善抗膜污染、膜的機械性質、以及化學穩(wěn)定性等研究，以期為膜的規(guī)模化應用奠定基礎。其次，我們下一步將采用卷對卷化學氣相沉積法開展膜的連續(xù)化、大面積生產的方法研究。”

而在基礎研究方面，其將從單體分子出發(fā)，對膜孔結構、表面化學性質、半導體性質等進行精準設計，從而面向更廣泛的應用體系，包括氣體分離、離子篩分、單分子傳感、生物電子界面等。

（本刊有刪節(jié)）