刺激響應(yīng)型膜材料在智能膜材料領(lǐng)域擁有重要地位，靈活可調(diào)節(jié)的分離和滲透性能是其最受研究人員關(guān)注的兩個方向，擁有這些性能的刺激響應(yīng)膜材料被廣泛的應(yīng)用在了能源、化工、環(huán)境和生物醫(yī)用等多個領(lǐng)域。然而，現(xiàn)有刺激響應(yīng)膜大多存在刺激響應(yīng)種類單一、響應(yīng)性不夠突出等問題，其制備方式也復(fù)雜不穩(wěn)定。
在溫度響應(yīng)膜材料領(lǐng)域，直接接觸式加熱引發(fā)的膜材料響應(yīng)速度慢且局限性高。針對此需求，結(jié)合課題組長期研究的聚醚砜膜材料，他們通過VIPS法將制備得到的四氧化三鐵/離子液體微粒填充到聚醚砜膜表面和孔道表面，膜對近紅外/陰離子表現(xiàn)出明顯的刺激響應(yīng)性，并且由于離子液體的陰離子交換性表現(xiàn)出了可調(diào)節(jié)的抗污性能。相關(guān)論文近日被《Journal of Materials Chemistry A》(影響因子10.733)接受，題為《Vapor induced phase separation towards anion-/near-infrared-responsive pore channels for switchable anti-fouling membranes》。課題組趙長生教授和張翔副研究員為本文共同通訊作者，博士研究生魏然為本文第一作者。
為了制備該膜材料，他們將具有溫敏性的季膦鹽離子液體聚合到四氧化三鐵納米粒子表面。隨后通過VIPS（水蒸氣誘導(dǎo)相分離）法制備得到有蜂窩狀孔的聚醚砜膜，這一制備方法使納米粒子遷移到膜孔道和表面，因此納米粒子粒徑的改變可以改變膜通量，從而引發(fā)膜滲透和分離性能的改變。
在陰離子敏感實驗中，該納米粒子親水性（粒徑）由不同對應(yīng)陰離子（CAs）決定，膜親水性和膜孔大小因此改變，膜通量展現(xiàn)出了明顯的陰離子敏感性。
在近紅外敏感實驗中，打開近紅外光照，納米粒子粒徑變小，膜通量增加，膜對不同大小聚乙二醇分子的分離結(jié)果也發(fā)生了改變。這說明此膜材料有應(yīng)用于分離領(lǐng)域的潛力。
此外，在防蛋白污染實驗中，該膜材料展現(xiàn)出了可調(diào)節(jié)的抗污性能，交換不同的對應(yīng)陰離子可改變該膜表面對蛋白的吸附能力，因而可以利用該性質(zhì)構(gòu)建具有自清潔功能的抗污表面。
原文鏈接：https://doi.org/10.1039/D0TA02154G
