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  Janus膜是膜領(lǐng)域一個(gè)新興的概念。它一般是指具有不對(duì)稱結(jié)構(gòu)或者性質(zhì)的分離膜。這一概念自2010年首次提出以來，受到了膜研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。然而，Janus 膜缺乏統(tǒng)一和精準(zhǔn)的定義，且大量的相關(guān)研究集中在Janus膜的定向液體滲透性上，缺少相關(guān)的應(yīng)用實(shí)例。浙江大學(xué)高分子科學(xué)系徐志康教授課題組與澳大利亞新南威爾士大學(xué)Vicki Chen教授課題組合作，對(duì)Janus 膜領(lǐng)域進(jìn)行了深入的總結(jié)與展望。在本文中，他們首次定義了Janus 膜的概念，并歸納了Janus 膜的構(gòu)建原則和常用方法，同時(shí)根據(jù)Janus 膜的特有性質(zhì)提出了其可能的應(yīng)用方向。相關(guān)論文“Janus Membranes: Exploring Duality for Advanced Separation”以Minireview的形式在Angew. Chem. Int. Ed.(IF=11.7)雜志上在線發(fā)表。
  
  論文指出，區(qū)別Janus膜與一般不對(duì)稱膜的關(guān)鍵在于膜兩面的性質(zhì)是否“對(duì)立”，如親水性/疏水性或者荷正電性/荷負(fù)電性，而單純的結(jié)構(gòu)或組成上的不對(duì)稱不能被稱作Janus膜。另一方面，定向滲透性（或者稱為單向滲透性）是Janus膜所特有的性質(zhì)之一，但并不是所有的Janus膜都要具備這一性質(zhì)。從工作原理上看，Janus膜的工作原理分為兩種：獨(dú)立式與協(xié)同式。前者具有不同性質(zhì)的兩面在應(yīng)用中分別起到獨(dú)立的作用，即使移除其中某一面，另一面也能單獨(dú)應(yīng)用，但是性能會(huì)有所下降，比如在膜蒸餾過程中，Janus膜與疏水膜都可以使用，但Janus膜性能更佳；協(xié)同式的Janus膜則需要兩面同時(shí)存在方可發(fā)揮功能，如在定向滲透過程中疏水面與親水面均必不可少。Janus膜最大的優(yōu)勢(shì)在于“同時(shí)滿足某一應(yīng)用中對(duì)兩種矛盾性質(zhì)的需求”，這一概念可被用于破乳型的油水分離、單向離子通道、霧氣搜集、接觸式酶膜反應(yīng)器、太陽(yáng)能蒸餾等過程。
  
  而在徐志康教授課題組的前期工作中，他們也提出了Janus膜的一種新應(yīng)用：用于超細(xì)鼓泡過程。通過親水側(cè)降低氣泡在膜表面的粘附力，以減小氣泡尺寸；疏水側(cè)則可以有效減小氣體的過膜壓力，降低操作能耗。該項(xiàng)技術(shù)能夠有效降低氣泡尺寸，促進(jìn)氣液傳質(zhì)，在化工、水產(chǎn)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，相關(guān)論文“Janus Membranes with Asymmetric Wettability for Fine Bubble Aeration”發(fā)表在Adv. Mater. Interfaces上。
    
 
  論文信息如下：
 
  1. Hao-Cheng Yang, Jingwei Hou, Vicki Chen* and Zhi-Kang Xu*, "Janus Membranes: Exploring Duality for Advanced Separation", Angew. Chem. Int. Ed., 2016, DOI:10.1002/anie.201601589.
 
  2.Hao-Cheng Yang, Jingwei Hou, Ling-Shu Wan, Vicki Chen, Zhi-Kang Xu*, "Janus Membranes with Asymmetric Wettability for Fine Bubble Aeration", Adv. Mater. Interfaces, 2016, 3, 1500774.