葫芦脲阴离子膜

低摩擦氢氧根传导

用葫芦脲超分子纳米孔替代传统造孔方法，同时解决结构控制差、力学脆性和合成繁琐的问题。

Lin, Dongcheng · Yin, Haoyu · Foglia, Fabrizia · Berrod, Quentin · Pang, Maobin · Huang, Lida · 刘静 · Tian, Jiekang · 王笑楠 · Yang C. · 张希 · 王保国 · Wang, Haotian · 刘凯

Nature 2026

技术优势

孔道均匀可调

利用刚性的葫芦[7]脲大环主体与聚合物客体共组装，获得纳米级均匀通道，解决了传统聚合物固有微孔法结构控制不足的问题。

力学与化学双重稳定

超分子网络在保持动态特性的同时显著提升了膜的力学和化学稳定性，避免传统共价有机框架或金属有机框架的脆性问题。

低摩擦氢氧根传导

动态的主客体相互作用使得孔道在皮秒和埃尺度波动，为氢氧根离子提供瞬态环境，支持跳跃机制下的流畅迁移，从而显著提升离子电导率。

应用场景

• 电化学反应器：降低离子传导电阻，提高能量效率和操作稳定性，并利于获得高纯度产物。
• 燃料电池：作为阴离子交换膜，提升氢氧根传导能力，增强燃料电池功率密度和耐久性。
• 电解水制氢：高效传导氢氧根，降低电解水过程的欧姆损耗，提升制氢能效。