大连理工贺高红/姜晓滨/贾元东 AFM：有序微纳结构的Janus膜实现低温差水蒸发过程强化

主要观点总结

全球水资源短缺问题日益严峻，海水淡化成为解决淡水危机的关键。传统的海水淡化方法存在能耗较高的问题，而中/低温差驱动的海水淡化技术如膜蒸馏技术能够显著降低能耗。大连理工大学化工学院膜科学与技术团队在膜蒸馏领域取得了新进展。该团队设计了一种具有有序微/纳米孔的Janus膜结构，用于低温差下的膜蒸馏海水淡化过程强化，并揭示了其强化机制。这种新型膜结构能够显著提高水蒸发速率，为未来的海水淡化技术提供了重要的指导和理论基础。

关键观点总结

关键观点1: 全球水资源短缺问题

受人口增长、环境污染及气候变化等因素影响，全球水资源短缺压力不断增大，海水淡化成为缓解淡水危机的重大需求。

关键观点2: 中/低温差驱动的海水淡化技术

中/低温差驱动的海水淡化技术如膜蒸馏技术能够利用低品位热源驱动蒸发过程，显著降低能耗、提高能源利用效率。

关键观点3: Janus膜的设计

大连理工大学化工学院膜科学与技术团队设计了一种具有有序微/纳米孔的Janus膜结构，用于低温差下的膜蒸馏海水淡化过程强化。

关键观点4: Janus膜的实验结果

实验结果表明，Janus膜通量表现出明显的孔径和接触角依赖性，随着孔径及接触角的下降，通量表现出增加的趋势。优化的Janus膜在特定条件下的蒸发通量达到纯水界面蒸发的2.5倍，理论蒸发焓仅为纯水蒸发的30%。

关键观点5: Janus膜的强化机制

研究团队通过化学表征、理论计算和流体力学动态模拟阐明了Janus膜促进水蒸发的潜在机制，包括亲水性底层的直通孔道的毛细作用力、水蒸发界面被推进到孔内亲/疏水界面处、微尺度涡流的形成受到抑制等。