复合膜共振渗透二极管实现电压诱导水过滤的突破性研究

来自国际团队的研究人员针对纳米流体技术大规模应用难题，开发了基于非对称复合膜的宏观共振电渗系统。该研究通过微孔/介孔层组装构建渗透二极管，在赫兹(Hz)频率下实现整流化水传输，获得~15 bar/V的转换效率，为水净化提供了新型电驱动过滤方案。

　　

纳米流体学(nanofluidics)揭示了水分子和离子在纳米尺度传输的独特规律，但宏观应用始终存在技术瓶颈。最新研究通过精妙设计微孔(microporous)与介孔(mesoporous)复合膜，首次在宏观尺度实现了类似纳米孔的共振渗透现象。这种渗透二极管(osmotic diode)展现出两大特性：介孔层负责在交流电场(a.c. electric field)驱动下形成快速电渗流(electro-osmotic flow)，而微孔层则实现离子选择性筛分(ionic sieving)。

研究团队发现，当工作频率处于赫兹(Hz)范围时，系统能产生最强的整流化水流，其能量转换效率可达每伏特电压驱动相当于15巴(bar)静水压的效果。这种将纳米尺度物理机制成功放大至宏观尺度的创新策略，为开发新一代电控水净化技术提供了重要理论依据和材料设计范式。