“图灵结构”的纳滤膜 技术应用前景可期

　　纳滤膜，即允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的半透膜。通过“界面聚合反应”来制备的纳滤膜，凭借能去除水中特定的有机物、色素和盐的性能，现已成为用于深度水处理、硬水软化、苦咸水处理等领域的重要材料。在此基础上形成的纳滤技术，可以降低处理成本，在工业水回用、饮用水安全、雨水资源利用、西部苦咸水处理等领域发挥积极作用。

　　科学家认为，任何重复的自然图案都是由两种具有特定特征的事物相互反应产生的，从而形成斑纹、条纹、斑点等“图灵结构”。在此基础上，原来光滑平整的膜，“长”出了致密、具有周期性的形貌——即“图灵结构”。通过调节聚乙烯醇的浓度，还可以得到不同的“图灵结构”，如泡状、管状。根据反应物的配比不同，可以形成表面形貌完全不同的两种净水膜。

　　根据公开资料，界面聚合制备的超薄分离膜技术从上个世纪80年代问世沿用至今，已经相当成熟。但判断图灵反应—扩散方程的关键是反应中的活化剂和抑制剂的扩散速率必须有数量级的差异。经过长时间的不断试验后，哌嗪与均苯三甲酰氯“舞”出了不一样的路线，形成了一张具有纳米级“图灵结构”的纳滤膜。在电子显微镜下，这些结构如同一个个半圆形的“帐篷”密密麻麻地覆在膜的表面。

　　与传统制造工艺相比，存在许多间隙，减少了水透过的阻力，使膜的分离性能远优于传统制备方法制备的膜。这项膜制备技术不必对现有生产线做任何改造，就能生产出性能更优的净水膜，有良好的应用前景。经过测试，这些通道使膜的透水性能，能将海水中的盐分和水快速地分离开来，速度将是传统净水膜的 3 倍，大大降低了膜的滤水成本。同时，可以提供更有效的水传递面积，因此材料具有更高的水通量和盐截留性能。