范德比尔特大学 顶部的数字代表传统的界面聚合，底部的数字说明表面活性剂组装调节界面聚合(SARIP)，该团队发现的新方法
例如，通过使用SARIP来分离Li+(锂)和Ca2+(钙)，大部分Li+穿过膜，而Ca2+几乎完全被排斥
(右下角)
学分:范德比尔特大学 包括范德比尔特工程师在内的一个国际研究团队是第一个成功分离出尺寸差异非常非常小的两种离子的团队，这是分离科学的一项重大进步，具有广泛的潜在应用
该工艺首次实现了亚埃精度的溶质-溶质分离
一埃是一厘米的一亿分之一，或十分之一纳米
从比例的角度来看，一埃和一米之间的差异大致相当于信用卡宽度和地球半径之间的差异
这项工作是范德比尔特大学、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生学研究所、耶鲁大学和其他几个机构广泛国际合作的结果
这一进展今天在《自然通讯》在线报道
该论文的第一作者是袁哲·梁，博士
D
工程学院跨学科材料科学项目的学生
土木与环境工程助理教授·林是梁的顾问，也是该项目的三位作者之一
这项工作的重要意义还在于它将纳米制造技术用于溶质-溶质分离
纳滤非常高效，相对成熟，并在实践中得到广泛应用
但在大多数情况下，它用于从溶剂中分离离子和小分子，而不是彼此分离
作者发现，实现溶质-溶质分离的关键是使用孔径高度均匀的膜，这样它们就能排除大于孔径但不仅仅是稍小的溶质
但是到达那里并不容易
目前最先进的商业纳滤膜是使用界面聚合来制造的，其中两种化学前体，一种在水相，另一种在油相，发生反应
该反应在水/油界面产生一层聚合物薄膜，作为活性分离层
该层具有埃级孔隙，但是复杂的过程在几秒钟内发生，使得获得更小、更均匀的孔隙变得非常困难
该团队的新方法使用表面活性剂的动态自组装网络，当单体相互结合形成聚合物时，有助于特定分子或单体更快、更均匀地扩散到水/油界面
“表面活性剂组装调节界面聚合”的关键在于添加正确种类的表面活性剂，以促进在水/油界面形成非常窄且高度均匀孔径的高度组织化网络
研究小组评估了哪些类型的表面活性剂效果最好，并证明该方法也适用于其他类型的表面活性剂或前体
纳米过滤比电化学和热分离等其他技术更有效，消耗的能量更少，已经得到广泛应用，为团队的发现在许多领域创造了巨大的机会
作者说:“用膜精确分离离子和小分子将对能源、水、化学和制药工业产生变革性的影响。”
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