“长”出图灵结构
有了聚乙烯醇对反应物扩散的“阻碍”作用 ， 原本平整光滑的膜表面真的就“长”出了图灵结构 。 这些只有20-30纳米致密的、具有周期性规律的图灵结构 ， 有的呈管状 ， 有的呈泡状 ， 在膜表面为膜提供了可以让更多水透过的位点 ， 进而增强了膜的透水性能 。
如果通过电子显微镜观察 ， 这些图灵结构 ， 仿佛是一个个半圆形的帐篷密密麻麻地覆在膜的表面 。 这些“撑开”的鼓鼓囊囊的“帐篷型结构”中间有很多空隙 ， 减少了水透过的阻力 ， 使得膜的分离性能比传统制备方法制备的膜提高了3至4倍 。 也就是说 ， 透过膜的水比原先要多出3至4倍 ， 大大降低了膜过程的产水成本 ， 提高了分离效率 。
“科学理论很简单 ， 就是水能透过去的通道越多越好 。 ”合作参与课题研究的浙江大学化学工程与生物工程学院教授陈圣福说 。
张林教授介绍 ， 纳滤是当前最先进的水处理技术之一 ， 降低处理成本将在工业水回用、饮用水安全保障、雨水资源化利用以及西部苦咸水处理等领域发挥积极作用 。
证图灵 ， 不失灵
在实验上成功研制出具有图灵结构的新型膜后 ， 还要从理论上加以论证 。 判断是否为图灵结构的标准是图案或结构呈现周期性变化 ， 并且反应过程中两个反应物的扩散之差达到一个数量级以上 。 图案的周期性变化 ， 科研团队可以通过观察和方程求解得到理论认证 ， 但测量扩散极差一度成为整个验证的难点 。
纳滤膜的界面聚合制备 ， 往往只需要不到一分钟的时间就完成了 ， 而加入亲水大分子后扩散速率的变化传统的测试方法几乎失灵 。 最终科研人员通过核磁共振进行表征 ， 测定了加入亲水高分子后两个反应物扩散速率差 ， 验证了实验确实成功制备了一种具有图灵结构的新型分离膜 。
【浙大科学家成功研发具有图灵结构的新型分离膜】对于这项研究 ， 三位论文评审专家都给出了很高的评价 。 其中一位评审专家认为 ， 这是一种非常有趣的新型脱盐薄膜 ， “据我所知 ， 这是首次尝试在薄膜上制造纳米尺度图灵结构的报道” 。 （柯溢能 吴雅兰）
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