中國(guó)粉體網(wǎng)訊    從仙人掌植物氣孔在白天和高溫干燥環(huán)境中關(guān)閉從而保持內(nèi)部水分的自然現(xiàn)象獲得靈感，天津大學(xué)“國(guó)家外專****”入選者、內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室邁克爾蓋佛（michaeld.guiver音譯）教授和他的合作者成功制備出高溫低濕條件下具有高離子電導(dǎo)率的自保濕碳?xì)渚酆衔镫x子交換膜。相關(guān)成果已于2016年4月28日在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》（《nature》）第532卷上在線發(fā)表，邁克爾為共同通訊作者。

　　這篇題為“納米級(jí)裂縫可調(diào)節(jié)的自增濕膜”的研究論文是邁克爾教授與韓國(guó)漢陽大學(xué)李永墨（youngmoolee音譯）教授合作完成的。研究圍繞離子交換膜在高溫低濕狀態(tài)下由于膜失水而導(dǎo)致的離子電導(dǎo)率大幅降低的科學(xué)難題，從納米級(jí)可調(diào)節(jié)裂縫疏水涂層進(jìn)行膜表面改性的基本理論出發(fā)，成功制備了高溫低濕條件下具有高離子電導(dǎo)率的自保濕碳?xì)渚酆衔镫x子交換膜。

　　研究通過在膜表面噴涂具有疏水性的納米級(jí)涂層，利用膜本身在吸水后的膨脹和失水后的收縮特性實(shí)現(xiàn)高保水能力。高濕度時(shí)，膜膨脹將疏水涂層撐開，形成較寬的納米級(jí)裂縫，從而保證水和離子的傳輸通道暢通，此時(shí)涂層為開放涂層，水和離子可同時(shí)在膜內(nèi)部及納米裂縫中間自由傳輸；低濕度時(shí)，膜收縮將疏水涂層裂縫閉合，起到將膜內(nèi)部的水封閉的作用，此時(shí)涂層為封閉涂層，納米級(jí)裂縫充當(dāng)了阻止膜內(nèi)部的水分進(jìn)一步蒸發(fā)流失的“納米級(jí)閥門”角色。實(shí)驗(yàn)證明，這種先進(jìn)的設(shè)計(jì)顯著提高了離子交換膜在高溫低濕環(huán)境中的離子傳輸能力。

　　這種巧妙的膜表面改性設(shè)計(jì)理念得到了國(guó)際著名學(xué)者的廣泛關(guān)注和好評(píng)。專家們指出，該“有裂縫的涂層防止膜在低濕干燥條件下的失水——是需要保濕膜的燃料電池裝置的福音”。