北工大安全福&张倩倩Adv. Mater.黏土基纳流体膜层间连续氢键网络构建实现超快阳离子传导及优异抗溶胀性能

背景：基于天然黏土的二维纳流体膜在渗透能捕获和离子筛分方面具有潜力，但其离子传导效率低和层间溶胀问题制约了实际应用。研究目的：北京工业大学安全福和张倩倩教授团队开发了一种通过构建连续层间氢键网络的策略，旨在同时提升黏土基纳流体膜的阳离子传导速率和抗溶胀性能。结论：该膜通过纳米片与聚合物链间的动态氢键网络，实现了宽通道尺寸(~3.3 nm)、低溶胀率(6.7%)和优异机械强度(236 MPa)。在1 M电解质中，面内室温离子电导率高达22 S m⁻¹，在海水/河水条件下实现22.7 W m⁻²的最大功率输出，并保持超30天的稳定运行。该工作为高性能离子膜的设计提供了新思路，在盐差能转换和离子筛分等领域具有应用前景。