哈工大邵路课题组：Janus膜——实现水的反重力自上升！

来源：X一MOL资讯

在自然界中，水往低处流是一种极为普遍的现象，而要实现水向高处的流动往往需要额外的驱动力，例如：血液依靠心脏昼夜不停地收缩和舒张得以向人体各个器官运输；植物依靠渗透压从土壤中吸取水分输送到枝叶，展现出旺盛的生命力。近年来，科研人员发现自然界中许多生物的表面具有各向异性，在不消耗外界能量的情况下可以自发地实现液体的定向运输（如：甲壳虫、猪笼草等）。受此启发，在一维到三维各向异性润湿性梯度材料的制备及其定向运输液体方面取得了很多成果。其中，三维多孔膜材料（Janus膜）由于两侧具有不对称的性质，展现出优异的水定向运输性能及极大的实际应用价值而备受关注。

近日，哈尔滨工业大学邵路教授研究团队设计一种简便通用的单向静电纺丝/喷涂策略，构建具有良好非对称润湿性的分级微/纳米结构Janus膜。为了提高制备的Janus膜的不对称润湿性，该团队采用了具有纳米针几何形状的超亲水性的多孔铜网作为基材。通过静电纺丝/喷涂沉积聚偏氟乙烯(PVDF)，构建疏水层。该Janus膜具有很好的水单通道性能，实现了反重力输水，并且能在不增加能耗的前提下进行油下水滴的提取，在油水分离方面具有较强的应用前景。

此外，通过调整静电纺丝过程参数，得到形貌和厚度均可控的表面层，进而实现对Janus膜不对称润湿性以及定向运输水行为的控制。最后，在多种亲水多孔基材（棉布、尼龙膜、滤纸、木片）上静电纺丝/喷涂PVDF作疏水层，在不锈钢网、无纺布、聚偏氟乙烯等疏水基材上静电纺丝/喷涂PAN（聚丙烯腈）作亲水层，制备了一系列具有不对称润湿性的Janus膜，因此，易操作的静电纺丝/喷涂策略被证实是一种获得Janus膜的通用方法。

这一成果近期发表在Chemical Communications 上，文章的共同第一作者是哈尔滨工业大学博士研究生闫琳琳和杨晓彬。