由低维纳米薄片和蛋白质纳米通道衍生的纳米流体对于先进的催化、传感和分离应用具有重要意义。然而，复杂的制备工艺和小型化的尺寸严重阻碍了聚合物纳米流体的发展。
鉴于此，北京工业大学安全福教授报道了首次提出了一种简便、通用的方法，即刚性支架增强的聚合物纳米颗粒界面通道，从而在两性离子聚合物膜中构建了水超渗透纳米流体。
文章要点
1）研究人员通过在两性离子多巴胺纳米颗粒（ZNPs）纳米模板周围的受限空间中自下而上合成一层超薄的ZIF-8晶体来制备聚合物纳滤膜。在ZNPs上受限生长的MOF减少了ZNPs之间的链缠结，导致刚性界面通道，增强了水分子通过膜的纳米流体传输。结果显示，ZIF-8@ZNPM膜的透水率约为200 L m−2 h−1 bar−1，比目前最先进的聚合物纳滤膜高1-2个数量级。
2）实验和分子动力学模拟结果均表明，ZIF-8@ZNPM膜中的超高速水传输是由于膜中刚性的、连续的界面纳米通道导致水的传输从高摩擦阻力的常规粘性流转变为超快纳米流体流的缘故。此外，这种坚固和刚性的界面纳米通道MOF@ZNP膜具有高水渗透性和染料/盐选择性，提高了约10倍。
因此，这项工作提供了一种通用和简便的方法来制备具有超高渗透性和出色选择性的纳米流体膜。所得膜纳米流体装置不仅在水处理和染料脱盐方面具有巨大的潜力，而且在催化、离子门控和生物传感方面也有希望。
参考文献
Yan-Li Ji, et al, Superfast Water Transport Zwitterionic Polymeric Nanofluidic Membrane Reinforced by Metal–Organic Frameworks, Adv. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adma.202102292
https://doi.org/10.1002/adma.202102292
