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  12月8日，Nature子刊《Nature Communications》在線刊登了北京航空航天大學化學學院趙勇教授、王女副教授及其合作者的最新研究成果“仿生溫度響應石墨烯膜用于門控及分子分離”（Bioinspired graphene membrane with temperature tunable channels for water gating and molecular separation），趙勇教授與王女副教授為共同通訊作者，2015級博士生劉敬崇為第一作者，北航為第一通訊單位。

  膜分離作為選擇性分離領域的一種手段，在工業生產和日常生活中起著不可替代的作用。近年來，快速的城市化和工業化進程，工業污水的肆意排放和潔凈生活飲用水的匱乏，讓持續枯竭的淡水資源的形勢變得愈發嚴峻。以分離膜技術為代表的解決方案，引起了廣泛地關注和重視。

  北京航空航天大學化學學院趙勇教授、王女副教授課題組近年來在高效液體分離膜領域取得一系列進展：使用靜電紡絲技術結合其它合成手段制備了浸潤性可調的納米纖維膜，可用于高效油污吸附分離（Nanoscale2015,7,2625）；利用二元協同互補理念制備了大通量連續化油水分離器（J. Mater. Chem. A, 2016,4,4365）；使用靜電紡絲技術及水熱合成的方法，仿生制備了具有樹枝狀多級結構的無機纖維膜，可實現高效乳液的分離（J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 12014；J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 16134）；通過構筑具有多尺度結構網膜并精確調節其表面能，實現了基于有機液體表面張力差異的非水體系混合有機液體分離（NPG Asia Mater.2016, 8, e334；Small, 2017, 13, 4）。

  在前期多相液體分離膜工作的基礎上，趙勇教授、王女副教授課題組進一步制備了具有仿生溫度響應的石墨烯分離膜用于水門控及混合分子分離。在之前研究中，氧化石墨烯分離膜的孔徑無法實現簡單的原位調控，從而限制了其應用。該工作從自然界中獲得靈感，模仿植物（如仙人掌）葉片在高溫下氣孔關閉調節水蒸發通量從而維持生命這一功能特性，仿生構筑了“高溫閉孔，低溫開孔”的氧化石墨烯膜。作者通過自由基聚合反應將溫敏性高分子聚（N-異丙基丙烯酰胺）與氧化石墨烯共價連接，制備了孔徑可受溫度原位調控的氧化石墨烯分離膜。該分離膜在納濾尺度上表現出優異的性質，并且通過其溫度響應性質可實現不同尺寸混合分子的梯度分離。此研究拓展了智能響應分離膜的應用領域，為水凈化、精細化工分離等提供了新的處理思路，同時該膜在微流控及智能反應器領域均有著潛在的應用。  

  該論文得到了國家自然科學基金（21433012,21222309），中組部萬人計劃青年撥尖人才及北京航空航天大學拔尖人才計劃的支持。

  論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-017-02198-5