文章导读
如何让纳滤膜既“跑得快”又“筛得准”？华中科技大学杨家宽、袁书珊团队联合澳大利亚蒙纳士大学王焕庭院士，创新采用纳米压印技术，在凯夫拉纳米纤维水凝胶上构筑规则柱状阵列，实现聚酰胺分离层的精准调控。这种新型膜不仅通量大幅提升——甲醇通量达31.3 Lm⁻²h⁻¹bar⁻¹，对索拉非尼富集效率超越商业膜10倍，更在水处理中展现98.1%的硫酸钠截留率与高选择性。揭秘纳米结构如何破解高通量与高选择性难以兼得的行业难题，为海水淡化、医药分离等高端应用带来产业化新曙光。
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10月2日，环境学院杨家宽教授、袁书珊教授团队联合澳大利亚蒙纳士大学王焕庭教授在Nature Communications在线发表了关于高性能耐有机溶剂纳滤膜的突破性研究成果，题为“纳米压印聚酰胺耐污染膜实现超快精准分子筛分”（Nanoimprinted polyamide membranes for ultrafast and precise molecular sieving with low fouling）。环境学院长江流域多介质污染协同控制湖北省重点实验室作为论文第一单位，靳鹏瑞、杨钊为论文共同第一作者，袁书珊教授、杨家宽教授、澳大利亚蒙纳士大学王焕庭院士共同担任通讯作者。
本研究创新性地采用纳米压印技术，在凯夫拉纳米纤维水凝胶支撑体上精确构筑规则柱状阵列模板，并在其表面进行受控界面聚合，形成超薄且结构高度均一的聚酰胺分离层。该纳米压印结构有效放大膜表面传质面积，诱导局部涡流和剪切效应，从而显著提升通量与抗污染性能，实现了同时具备高通量与高选择性的分子筛分。所制膜在水体系中表现出53.9 Lm⁻h⁻¹bar⁻¹的渗透率与98.1%的Na₂SO₄截留率，Cl⁻/SO₄⁻选择性高达45；在有机溶剂纳滤中，甲醇通量达31.3 Lm⁻h⁻¹bar⁻¹，对药物分子索拉非尼的富集效率较商业膜提升一个数量级。该研究不仅展示了纳米压印在分离膜微纳结构精准调控中的巨大潜力，也为海水淡化、精细化工及医药溶剂回收等高端分离应用提供了可产业化的新途径。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-64262-9
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