可降解Janus电纺膜：等离子体改性实现油水分离与单向输油的协同突破

（推荐语）本研究创新性地通过静电纺丝（electrospinning）结合O2等离子体（plasma）改性，构建了单层可降解PLA/PBAT基Janus膜，其亲水侧（36.3°）与疏水侧（138.8°）的润湿性差异驱动单向输油（通量2779.9 L m?2·h?1），并实现99.28%油水分离效率。该膜在工业堆肥条件下90天生物降解率达97.67%，为微塑料污染治理提供绿色解决方案。

　　

Highlight

本研究通过静电纺丝（electrospinning）和O₂等离子体（plasma）处理，开发出具有不对称润湿性的单层可降解Janus膜。其亲水侧（水接触角36.3°）与疏水侧（138.8°）形成显著对比，水下油接触角分别为151.8°（超疏油）和67.5°（亲油）。该膜实现99.28%分离效率和2779.9 L m^?2·h^?1通量，并利用润湿性梯度驱动的拉普拉斯压力（Laplace pressure）实现疏水侧至亲水侧的单向输油。

材料与方法

聚乳酸（PLA 4060D）和聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯（PBAT TH801T）经静电纺丝制成纤维膜，通过O₂等离子体选择性改性构建Janus结构。采用扫描电镜（SEM）观察纤维形貌，X射线光电子能谱（XPS）分析表面化学组成。

结果

PLA/PBAT质量比调控纤维直径（1.54–2.49 μm）和孔径（3.69–5.05 μm）。等离子体处理在膜表面引入羟基（-OH）和羧基（-COOH），形成102.4°的润湿性差异。该膜对石油醚、正己烷等油类展现高效分离能力，并在原型溢油回收系统中实现连续集油。

结论

这种全生物降解Janus膜（90天降解率97.67%）兼具高性能分离与环境可持续性，为油水污染治理和石油精炼提供创新解决方案。