华南理工大学祁海松教授团队 AFM：离子特异性工程调控水凝胶纳米孔道实现高性能渗透能转换

面对全球能源危机，渗透能作为一种清洁能源备受关注，而反电渗析技术中离子交换膜的性能是关键。华南理工大学祁海松教授团队提出离子特异性工程策略，通过盐析处理构建了具有亲疏水纳米相分离结构的高强韧纳米流体水凝胶（SCPNH）。该策略利用亲液离子诱导聚合物链脱水聚集，形成致密双网络结构，疏水微区提供力学支撑，高电荷亲水纳米通道实现高效离子传输。研究旨在解决传统水凝胶力学强度差、孔道不稳定等难题。结果表明，SCPNH膜在50倍盐度梯度下功率密度达12.6 W m-2，较传统水凝胶提升约368%，拉伸强度达17.7 MPa，提升3402%，并展现出优异的抗溶胀性和长期稳定性。该研究揭示了离子对水凝胶孔道结构的动态调控机制，为高性能渗透能转换材料提供了新途径。