近日，我院丁政茂助理教授、孙道恒教授与清华大学李津津副教授合作，在纳米材料领域顶级期刊《Small》发表题为“ANGSTROM-SCALE 2D CHANNELS DESIGNED FOR OSMOTIC ENERGY HARVESTING”的综述文章。
埃米制造是人类制造的新范式，它将制造精度和产品性能的界限推向了极致，标志着人类对物质世界的认知和制造能力进入了一个新阶段。在过去的十年里，埃米制造技术的进步催生出了许多“异常特性”，推动了医学、生物学、物理学、化学、材料科学和海洋科学等相关领域的进步。
图1 电鳗基于埃米尺度的钠-钾离子通道释放600 V高压
“小空间，大世界。”该综述首先介绍了自然界中的智能埃米系统及其作用，然后概述了埃米通道的人工仿生技术及发现的异常特性，随后以海河渗透能高效收集为例，重点介绍了高性能埃米通道在结构、功能化和应用方面的设计策略，特别强调了渗透能收集的离子选择性调控策略（包括①调节pH、②氧化通道、③复合带电聚合物、④引入离子基团、⑤增强离子整流和⑥构建膜对）和离子输运阻力调控策略（包括①缩短通道长度、②减少薄膜厚度、③缩短传输路径、④增加通道高度、⑤提高工作温度和⑥破坏水分子团簇）。最后，讨论了当前埃米通道设计和海河渗透能收集的挑战和未来前景，以预测更多的异常特性和颠覆性技术的出现。
图2 自下而上的纳米/埃米通道仿生技术
图3 埃米通道设计策略
此外，文中还有大量针对超高离子选择性、超低离子输运阻力、超快水分子传输、水分子结构调控、晶体结构氧化、离子整流、多孔技术、空位工程、定向通道和异质通道设计、外部环境刺激以及多能源耦合的介绍。
埃米制造，Change the World。
相关链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202403593
发布：2024年09月11日 15:50
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