《科学通报》
开博时间：2019-09-06 16:50:00《科学通报》是主要报道自然科学各学科基础理论和应用研究方面具有创新性、高水平和重要意义的研究成果。报道及时快速，文章可读性强，力求在比较宽泛的学术领域产生深刻影响。
综述：仿生多孔膜材料
2021-11-16 14:15:00近日，厦门大学侯旭教授受邀在《科学通报》“厦门大学建校暨化学学科创立100周年”专辑发表综述文章：“仿生多孔膜材料研究进展”，从生物膜的多尺度孔道结构出发，综述讨论了受生物膜启发的仿生纳/微尺度多孔膜材料的构建思路、分离机理及应用领域。最后，分析了仿生多孔膜材料在发展过程中所面临的问题及发展趋势。
自然界的生物体内存在不同尺度孔径的生物膜，经过长时间的进化，展现出具有近乎完美的结构,赋予其在特定环境中独特的选择分离性、智能响应性和智能门控性。近年来，仿生多孔膜材料的性能不断突破、应用领域不断拓展。
基于孔径筛分作用和界面效应，多孔膜材料可以实现对物质的选择性分离，已经在水处理、能源、气体分离、生物医疗及物质检测等领域得到了广泛的应用。但是，这些应用中仍然存在一定的问题，如能耗高、选择分离性差、膜污染等。向自然界生物膜内存在的独特纳微尺度孔道学习，是解决这些问题的方向。
在这篇综述文章中，作者基于孔道的尺度，将仿生多孔膜分为两类：仿生纳米尺度多孔膜和仿生微米尺度多孔膜(如下图所示)。
仿生纳米尺度多孔膜主要包括：
·受细胞膜离子通道蛋白启发的仿生离子通道多孔膜
·受细胞膜水通道蛋白启发的仿生水通道多孔膜
·受肾小球滤过膜启发的仿生血液透析多孔膜
仿微米尺度多孔膜主要包括：
·受叶子气孔启发的仿生智能响应多孔膜
·受肺泡孔启发的仿生液体复合门控多孔膜
不同尺度孔道生物膜及其仿生多孔膜材料
近些年来，仿生多孔膜材料在水处理、能源、生物医学、物质检测等领域得到了广泛应用(如下图所示)。
·在水处理领域，受细胞膜中独特水通道启发的仿生水通道多孔膜具有比传统反渗透膜更高的水通量和脱盐效率;受肺泡启发的仿生液体门控膜具有优异的油/水分离性能和抗污染性能。
·在能源领域，受细胞膜离子通道启发的仿生离子通道多孔膜有望解决传统离子交换膜在盐梯度发电过程中存在的离子选择差和传输效率低的问题。
·在生物医学领域，借鉴生物膜良好的选择性和生物相容性开发仿生多孔膜，有望解决传统膜材料存在的血液相容性差、分离效率低等问题，实现多孔膜材料在血液透析、人工血管等方面的应用。
·在物质检测领域，将生物膜对物质独特的响应性与多孔膜的分离性结合，可以开发具有高效物质检测性能的仿生多孔膜材料, 实现对特定物质的高效检测。
仿生多孔膜的主要应用领域
综上所述，仿生多孔膜材料快速发展，有效弥补了传统多孔膜材料在应用过程中的短板，拓展了其应用领域。随着更多新型多功能材料的出现和制备技术的不断发展,基于多学科融合开发出具有高选择性、快智能响应性及高稳定性的仿生多孔膜未来将取得更加快速的发展和更广阔的应用。
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