浙江大學(xué)朱利平教授、阿爾伯塔大學(xué)曾宏波院士 Prog. Polym. Sci.：基于兩親共聚物的先進(jìn)功能膜
具有先進(jìn)和新穎功能的分離膜在工業(yè)分離、水處理、能量收集和存儲(chǔ)、醫(yī)療保健、仿生器件等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。分離膜的性能主要取決于它們與周圍離子、分子、顆粒、乳液和生物活性物質(zhì)的界面相互作用。含有疏水和親水鏈段的兩親共聚物能自發(fā)組裝成多相和分級(jí)結(jié)構(gòu)，已被廣泛設(shè)計(jì)為添加劑、表面改性劑、成膜材料和類脂質(zhì)雙分子層，為調(diào)節(jié)分離膜的表面物化性質(zhì)提供了通用平臺(tái)，是構(gòu)建多尺度、多層次、多功能表界面功能膜的核心基礎(chǔ)性材料。兩親共聚物的可控合成，并將其制成具有目標(biāo)性能的分離膜是實(shí)現(xiàn)共聚物在膜材料中應(yīng)用的先決條件。
近日，浙江大學(xué)朱利平教授與阿爾伯塔大學(xué)曾宏波院士在高分子領(lǐng)域頂級(jí)綜述類期刊《Progress in Polymer Science》聯(lián)合發(fā)表題為“Advanced Functional Membranes Based on Amphiphilic Copolymers”的綜述論文。該論文全面概述了基于兩親共聚物的先進(jìn)功能膜材料最新進(jìn)展，包括工作原理以及聚合物結(jié)構(gòu)、加工策略和膜性能之間的關(guān)聯(lián)，以期通過精確功能主導(dǎo)的新型兩親共聚物合成和可控制膜工藝，推動(dòng)下一代聚合物膜的發(fā)展。論文首先總結(jié)了用于膜制備與改性的兩親共聚物合成方法，強(qiáng)調(diào)精確的分子合成是其膜應(yīng)用的核心任務(wù)。隨后介紹了將兩親共聚物加工成具有有序和相分離結(jié)構(gòu)膜材料的策略。在這些策略中，基于相轉(zhuǎn)化制膜過程的表面自組裝現(xiàn)象得到廣泛的研究，其親水鏈段自發(fā)遷移到膜孔壁，為調(diào)節(jié)各種用途的膜表面電荷和浸潤(rùn)性提供了通用解決方案。論文進(jìn)一步結(jié)合“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的理念，從成本控制、可控降解、循環(huán)利用等角度分析了兩親共聚物功能膜存在的問題，展望了人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等新技術(shù)的應(yīng)用在推動(dòng)膜材料的優(yōu)化制備、定制設(shè)計(jì)和工業(yè)化應(yīng)用中的潛能。
朱利平教授和曾宏波院士為該論文的共同通訊作者，浙江工業(yè)大學(xué)易磚副研究員、中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所朱麗靜副研究員為共同第一作者，他們均為浙江大學(xué)膜材料與技術(shù)研究室的優(yōu)秀博士畢業(yè)生。其他共同作者還包括浙江大學(xué)朱寶庫教授、方傳杰副研究員等。該論文得到國(guó)家自然科學(xué)基金（U21A20302, 22178311）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021YFB3801503）、浙江省高層次人才特支計(jì)劃（2021R52027），以及加拿大自然科學(xué)與工程研究委員會(huì)等機(jī)構(gòu)或項(xiàng)目的資助。
浙江大學(xué)膜材料與技術(shù)研究室近年來持續(xù)開展了聚合物分離膜材料設(shè)計(jì)、制備與應(yīng)用的研究工作，建立了具有鮮明特色的“兩親聚合物分離膜”理論與技術(shù)體系，膜材料制備技術(shù)在合作企業(yè)北京碧水源膜科技有限公司、海南立昇凈水科技實(shí)業(yè)有限公司等行業(yè)龍頭企業(yè)得到了規(guī)；a(chǎn)與工程應(yīng)用，系列膜產(chǎn)品被應(yīng)用于“南水北調(diào)”水源地治理、北京冬奧會(huì)污水處理工程、武漢方艙醫(yī)院污水處理等國(guó)家重大工程，研究成果獲得了2022浙江省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、2019海南省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等科技獎(jiǎng)勵(lì)。
浙江大學(xué)膜材料與技術(shù)研究室合影（2024年11月）
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2024.101907
