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东华大学高渗透性高选择性及抗菌性聚合物分离膜研究
东华大学 / 时间:2019-09-04 11:36:58

  据高分子科学前沿微信公众平台2019年9月4日讯 近日,东华大学先进低维材料中心特聘研究员冯训达在低维材料结构调控和应用领域取得系列重要进展,相关成果发表以《具有连续水通道、抗污染的自组装纳滤膜》《Precise nanofiltration in a fouling-resistant self-assembled membrane with water-continuous transport pathways》(Sci. Adv. 2019, 5, eaav9308)为题发表在国际顶尖学术期刊《科学·进展》上,冯训达为第一作者,宾夕法尼亚大学教授齐内德姆·奥苏吉(Chinedum Osuji)为通讯作者,中国工程院外籍院士、耶鲁大学教授梅纳赫姆·埃利梅莱赫(Menachem Elimelech)为合作作者。先进低维材料中心和纤维材料改性国家重点实验室为冯训达的目前单位。


东华大学高渗透性高选择性及抗菌性聚合物分离膜研究


  在文章中,该研究利用最常见的表面活性剂形成的溶致液晶为模板,构筑一种由高度有序自组装纳米纤维组成的,同时具有高渗透性、高选择性、抗菌性的聚合物分离膜。作为一种代表性的低维材料,这种新型的聚合物分离膜利用了纳米纤维有序自组装产生的均一缝隙作为连续的水通道,对有机小分子(在1~2nm范围内)显示出精确的尺度选择性,同时也具备很高的水通量(水渗透率可达10 L m−2 hour−1 bar−1 μm)。此外,由于纳米纤维表面的季铵基团,该膜具有优异的抗微生物性能。基于以上特征,所制得的聚合物纳滤膜有望克服传统聚合物水处理膜由于内部结构不规则而导致的选择性差等问题,实现其在实际水净化应用中的突破。此领域研究目前是先进低维材料中心的研究重点之一,冯训达课题组将在后续研究中进一步探索这种有序纤维分离膜在海水淡化等领域的应用。


东华大学高渗透性高选择性及抗菌性聚合物分离膜研究

由自组装有序纤维构成的聚合物分离膜


  此外,在《自然·材料》近日在线发表的论文《双轴导向分子自组装构筑单晶结构》《Single crystal texture by directed molecular self-assembly along dual axes》(DOI: 10.1038/s41563-019-0389-1)中,冯训达(第一作者)和宾夕法尼亚大学齐内德姆·奥苏吉教授(通讯作者)等合作者报道了一种通过强磁场和表面场协同的取向作用构筑在宏观尺度(平方厘米)上具有单晶结构的超分子液晶自组装体系。另外,冯训达的最新研究工作还涉及到传统水处理膜的性能改进,相关工作发表在《自然·通讯》上(Nat. Commun. 2019, 10, 2347)。
  冯训达于2018年入职先进低维材料中心任特聘研究员。其本科毕业于我校化工生物学院应用化学专业,在欧盟玛丽居里奖学金的资助下从德国马普研究所和哥廷根大学物理系获得物理学博士学位。回国前在美国耶鲁大学从事博士后研究,目前在低维材料中心开展关于低维材料结构调控和非传统水处理膜的研究。