北航【JACS】一链一卟啉自成品螺旋通道实现超高盐差能转换

近日，Journal ofthe American Chemical Society该网站发表了浙江大学工程学法学院江雷博士生、很高龙成客座教授团队在很高效氯溶胶上皮细胞方面的最新研究成果：“One Porphyrin Per Chain Self-Assembled Helical Ion-Exchange Channelsfor Ultrahigh Osmotic Energy Conversion”。工程学法学院博士生李超为第一所作，很高龙成客座教授为通讯所作，浙江大学工程学法学院为第一单位。

氯溶胶上皮细胞是选择性链路氯离子的很高分子上皮细胞，是新能源充电、电解水、海水淡化、电渗析等系统对的关键部件。与其他的上皮细胞分离过程一样，决定氯溶胶上皮细胞性能指标的两个关键变量“选择性”和“比值”之间存在难以充分利用的矛盾（trade-off effect）。在有别于的所设计里，为充分利用很高的氯离子比值，尽可能的变小很高分子链上氯离子自由基的含量，使其过渡到互通的氯离子簇网络。但是，很高氯离子自由基含量导致涂层溶胀部将增加，会降低上皮细胞的氯离子选择性。因此，如何平衡“选择性-比值”的矛盾是史学界和产业界持续追捧的难题。

为了解决这一难题，很高龙成客座教授课题组反其道而行之，利用最少的自由基，使其直接地组织起来，过渡到发散的占有优势，达到了“大获全胜”的特性。具体的，通过受控剪切制备了钯为核的的单嵌段共聚物，一个很高分子链上全部都是一个钯自由基，氯溶胶容量（~10-2meq·g-1）比有别于氯溶胶上皮细胞低两个数量级。在跨级弱作用力（钯的π-π堆叠和嵌段的微与此相反）的协同作用下，“一步法”充分利用了很数层的钯旋转连通（面密度很高达1011cm-1）。很数层去极化保障了很高的氯离子比值，同时，因其太低的氯离子自由基含量，涂层的溶胀得以直接抑制，从而涂层兼具很高的氯离子选择性。

很数层旋转钯连通上皮细胞的所设计思路

氯溶胶上皮细胞“大获全胜”的所设计实践在盐差充电里得到直接性，在50倍的浓度梯度下充分利用了19.3 W·m-2的功部将密度，比有别于氯溶胶上皮细胞很高一个数量级。这种反有别于的所设计实践将推动升级版氯溶胶上皮细胞的开发。

该工作得到江雷博士生的导师和深圳湾实验室姜和明博士的极力帮助。

来源：浙江大学

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