近日，天津工业大学武春瑞研究员报告了在室温下利用两种小分子在油水界面快速自组装，制备出一种大面积的混合维聚酰胺膜。该膜具有独特的分层结构，由二维纳米膜表面生长的一维纳米管组成。这种创新结构显著增加了单位投影面积的有效水传输面积，使膜的水盐分离性能远超目前最先进的膜材料。
聚酰胺纳滤膜自20世纪70年代末以来一直是市场的主导产品，其薄膜复合结构由多孔支撑体和二维聚酰胺层组成，具有优异的渗透选择性。然而，尽管通过单体设计、纳米复合材料和制造工艺的改进取得了一定进展，聚酰胺膜的水渗透性仍然相对较低，限制了其工业应用。近年来，纳米级图灵结构和皱纹表面等新设计虽扩大了过滤面积，但本质上仍是二维膜的演变。未来，需要开发颠覆性的新结构，同时深入理解加工与结构之间的关系，为水净化领域提供创新解决方案。
通过对照实验结合分子动力学模拟，研究人员发现两种单体分子在反应初期自发组织形成二维纳米孔网络，而纳米管的向上生长由纳米孔内的毛细作用驱动。本研究为理解界面物理和化学相互作用如何在环境条件下将分子自组装成大规模复杂分层纳米结构提供见解，并为开发可扩展的混合维度水净化膜开辟新路径。
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