连续剪切流中基于线电荷介导的浓缩富集技术，用于便携式无膜水净化

《Nano Letters》：Line-Charge-Mediated Concentration Enrichment in Continuous Shear Flow toward Portable Membrane-Free Water Purification

可持续水处理技术中突破传统浓度极化理论，提出基于线电荷效应的微流体装置实现微米级离子富集与连续提取，实验验证多电压/流速条件下的浓度时空演变规律，数值模拟揭示关键物理参数优化策略，成功分离多组分电解质并高效去除塑料颗粒和细胞污染物，为便携式应急净水提供新方案

　　

在可持续发展的背景下，水的净化和处理变得尤为重要。然而，传统的浓度极化理论本质上限制了基于电化学技术的离子传输的有效调控和精确操控。在这项研究中，我们提出了一种通过线电荷实现的非凡浓缩方法，该电荷作用范围可达到数十微米，从而允许在剪切流中持续进行物质提取。在基于微流控技术的电化学装置中，我们实验观察了在不同施加电压和流速条件下的溶质浓度时空演变情况。通过数值模拟和尺度分析，我们阐明了优化浓缩性能所需的关键物理参数之间的权衡关系。此外，我们还展示了多组分电解质中的阳离子分离过程，以及溶液中塑料颗粒和细胞的有效去除方法。这一便携式水净化技术可以为灾害应对或基础设施受限环境中的饮用水供应提供更多选择。