高密度离子线膜

抗溶胀、高功率

一种通过均聚物自组装实现超高密度一维离子通道的渗透能转换膜，在高盐度梯度下实现高离子选择性与导电性的协同，并具有抗菌功能。

Hao, Jinlin · Cuncai, Lin · Min, Zhao · Wang, Yilin · Xingteng, Ma · 高利龙 · 随欣 · 高龙成 · 隋坤艳 · Lei, Jiang

Nano-Micro Letters 2026

具体参数

1D离子通道密度

{'zh': '10', 'en': '10'} 12 cm−2

离子交换容量

{'zh': '2.69', 'en': '2.69'} meq g−1

溶胀率

{'zh': '10', 'en': '10'} %

功率密度

{'zh': '40.5', 'en': '40.5'} W m−2

技术优势

抗溶胀

疏水烷基壳保护，使膜在离子交换容量高达约2.69 meq g−1时溶胀率仍低于10%，保持结构完整。

选择性与电导率兼得

约1012 cm−2的1D离子通道密度同时提供高离子选择性和高离子电导率，有利于高效渗透能转换。

附带抗菌

咪唑功能化不仅增强渗透能收集，还赋予膜优异的抗菌性能，减少生物污染。

应用场景

• 渗透能发电：将河水与海水混合的盐差能转化为电能，无需燃料。
• 盐差能转换：用高功率密度膜提升盐差能转换效率，降低系统成本。
• 离子交换膜：替代传统离子交换膜，同时提供高选择性和高电导率。
• 抗溶胀膜：在高离子交换容量下保持尺寸稳定，延长膜寿命。