蛋白质活化原子层沉积膜

强韧抗原油水下超疏油

通过蛋白质活化在疏水聚合物膜上实现原子级沉积，赋予膜极端亲水和水下超疏油特性，解决传统ALD在非极性基底上的成核难题。

杨晓彬 · Sun, Pan · Yajie, Wen · Mane, Anil U. · Elam, Jeffrey W. · 马军 · 刘少敏 · Darling, Seth B. · 邵路

Science Bulletin 2023

具体参数

水下原油粘附力

{'zh': '0.5', 'en': '0.5'} μN

水包原油乳液分离截留率

{'zh': '99.9', 'en': '99.9'} %

水接触角

{'zh': '0', 'en': '0'} °

水下油接触角

{'zh': '150', 'en': '150'} °

技术优势

蛋白质活化解决成核难题

牛血清白蛋白（BSA）简单浸泡即可在聚丙烯等疏水基底上引入成核位点，使ALD涂层均匀生长，无需等离子体、强酸等破坏性预处理。

水下原油粘附极低

TiO₂-ALD膜在水下对原油的粘附力仅为~0.5 μN，远低于未改性膜，即使油滴预压变形后也能完全回弹。

耐严苛化学环境

膜在1 M HCl、1 M NaOH、1 M NaCl和纯乙醇中分别浸泡24小时后，水接触角仍保持为零，水下油接触角>150°，性能几乎无衰减。

循环分离性能稳定

连续十次水包原油乳液过滤循环，截留率始终>99.9%，通量恢复率接近100%，膜无不可逆污染。

应用场景

• 油水分离膜：在无表面活性剂条件下高效分离水包原油乳液，循环十次仍维持>99.9%截留率。
• 环境修复材料：用于工业含油废水处理，耐受强酸强碱和盐分，无需预处理即可直接过滤复杂油水混合物。
• 微流控抗污染涂层：其水下超疏油和极低原油粘附特性可防止微流道被油滴堵塞，保持长期稳定液流。
• 生化传感抗污界面：表面超亲水且抗蛋白非特异性吸附，可减少生物传感器中的生物污损，提高信噪比。