保護(hù)生態(tài)環(huán)境實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)是科學(xué)發(fā)展的必然,在石油化工勘探、煉油和運(yùn)輸過程中發(fā)生的油品泄漏以及工業(yè)和生活含油廢水的排放處理是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界在不斷探索的科學(xué)技術(shù)難題,尤其細(xì)菌、染料和金屬離子等復(fù)雜成分及水包油或油包水復(fù)雜形態(tài)讓目前的凈水處理膜材料和工藝難以勝任解決。為攻克這一難題,團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種響應(yīng)型的Janus PVDF復(fù)合膜,該膜具有選擇潤(rùn)濕性,賦予特定的按需分離能力,能夠?qū)崿F(xiàn)油包水和水包油乳液體系的分離;又具有靜電吸附和光降解功能,實(shí)現(xiàn)有機(jī)染料的分離和降解;膜的抗菌性和低黏附性有效將細(xì)菌殺滅和解決了工業(yè)界膜的微生物和油污染問題。
該成果發(fā)表在化工領(lǐng)域國(guó)際知名期刊《Chemical Engineering Science》。 該策略提供了膜材料良好的設(shè)計(jì)思路,以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜體系的高通量和高效按需分離,油水分離通量和分離效率分別達(dá)到4917 L m-2h-1 bar-1和99%以上,且具有突出的有機(jī)染料(>98.6%)、金屬離子(>99.7%)和細(xì)菌(>99.7%)去除率,形成了含細(xì)菌/染料/油復(fù)雜廢水的智能響應(yīng)型復(fù)合膜分離技術(shù),該工作將為按需實(shí)現(xiàn)高通量和高效率的膜材料設(shè)計(jì)提供參考,該技術(shù)有望在未來大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)和實(shí)際生活中的復(fù)雜廢水的處理。文章鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009250922001701

并抗菌和抗細(xì)菌黏附技術(shù)的構(gòu)建方面也取得了其它系列成果:
(1)揭示了可切換超疏/超親水智能表面抗菌抗細(xì)菌黏附性的差異和關(guān)聯(lián)(Chemical Engineering Journal(IF=13.2), 2022, 431, 134103);
(2)設(shè)計(jì)出一種能夠一步分離含細(xì)菌/染料/油的復(fù)雜污水,且能夠抗細(xì)菌/染料/油黏附污染的復(fù)合膜。(Chemical Engineering Journal(IF=13.2), 2021, 413:127493);
(3)為探究新型的高效抗菌分子,設(shè)計(jì)合成了一種仿生甲殼蟲狀的抗菌大分子(International Journal of Biological Macromolecules(IF=6.9), 2020,157:553-560,ESI高倍引論文);
(4)為解決多孔粗糙纖維表面由于毛細(xì)管力吸附作用易黏附細(xì)菌的難題,提出了超疏水超疏油Cassie-Baxter狀態(tài)表面構(gòu)建技術(shù),細(xì)菌液滴被空氣層懸浮在其表面(ACS Applied Materials & Interfaces(IF=9.2), 2018, 10: 6124-6136, ESI高被引,熱點(diǎn)論文);
(5)為探究在任意異型表面構(gòu)筑抗細(xì)菌黏附表面技術(shù),研究開發(fā)了一種簡(jiǎn)易噴涂抗細(xì)菌黏附微球的技術(shù),提出了親水阻抗和疏水排斥型兩種抗細(xì)菌黏附模型,并論證了超疏水疏油/超疏水水下疏油特性是疏水表面抗細(xì)菌黏附的內(nèi)在機(jī)制,首次通過分子模擬闡述水化層阻抗是親水表面抗細(xì)菌黏附的內(nèi)在機(jī)制(Journal of Materials Chemistry A(IF=12.7), 2019, 7:26039-26052, ESI高被引);
(6)提出實(shí)現(xiàn)了抗細(xì)菌黏附技術(shù)在基于Cassie-Baxter潤(rùn)濕狀態(tài)下具有抗液體干擾和抗細(xì)菌黏附的高拉伸性和超靈敏可穿戴柔性應(yīng)變傳感器中的應(yīng)用(Advanced Functional Materials(IF=18.8), 2020, 30(23): 2000398, ESI高被引);
(7)為探究在復(fù)雜多變的環(huán)境下構(gòu)筑抗細(xì)菌黏附表面的技術(shù),研究開發(fā)了一種智能抗細(xì)菌黏附溫度和光雙重響應(yīng)增強(qiáng)技術(shù),提出并論證了溫度和紫外光照射刺激對(duì)復(fù)合表面的抗細(xì)菌黏附性能的影響規(guī)律及其機(jī)理,并通過體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)綜合評(píng)估了復(fù)合材料的生物安全性能。(Chemical Engineering Journal(IF=13.2), 2021, 407: 125783,ESI高被引);