以纳米碳管为水通道仿生制备正渗透膜脱盐行为的基础研究

作为潜在的水纯化与淡化新途径，正渗透正在引起人们的关注。本项目中，面对正渗透过程的内浓差极化、水通量过低等问题，申请者受生物物理领域相关研究的启发，跳出当前以反渗透方法解决正渗透问题的惯性思维束缚，提出利用具备生物通道相关共性的纳米碳管构筑正渗透膜传递通道，实现透水脱盐的仿生制膜新思路。本项目充分发挥计算机实验的特点和优势，针对正渗透过程中水和离子在纳米碳管内的传递行为实施计算机模拟，分别考察渗透压、离子种类、系统温度以及纳米碳管的直径、长度、孔道形态、荷/去电化等因素作用下的水和离子传递行为，并研究该仿生膜的工作状况（例如：是否存在基于通量和分离率的"trade-off" 现象、汲取液离子的逆向扩散等），为纳米碳管仿生制备正渗透膜提供理论依据，并优化制备条件。此项目的成功开展有望为正渗透膜的开发提供新的思路，为反渗透膜的仿生制备提供借鉴，也为受限环境中的水力学和传递行为加深理解。