研究人员揭示了通过纳米通道增强蒸发通量的机制

受限传质主要关注纳米通道中水、离子、气体和其他介质的动态行为。由于其在能源、环境、健康和其他领域的广泛应用，科学家们最近对受限传质表现出越来越多的兴趣。然而，界面效应在纳米尺度上占主导地位，封闭液体具有与宏观尺度不同的结构和输运特性。因此，传统的连续介质力学模型不再适用，而在纳米尺度上仍然没有全局理论模型。

面对这种情况，中国科学院(CAS)中国科学技术大学(USTC)现代力学系王凤超教授领导的研究小组揭示了通过纳米通道增强蒸发通量的潜在机制并建立了通​​过纳米通道的蒸发驱动液体流动的定量模型。这项工作发表在《流体物理学》上。

上述工作有助于解释在一项研究中共价有机骨架 (COF) 膜的超高通量，该研究提出了一种制造由具有亲水性梯度的垂直排列通道组成的膜蒸馏膜的策略。这项与中国科学技术大学和北京理工大学共同努力的工作发表在《自然材料》上。

固液界面附近的增强蒸发和工程 COF 层中减少的蒸汽扩散长度协同工作，以增加 COF 膜的水通量。此外，还发现水-汽界面和盐-汽界面之间存在纯水层间隙，防止离子直接接触孔壁或蒸发界面。由于带电表面降低了相邻的盐浓度，从而减轻了盐结晶，这导致了工程 COF 膜的抗润湿行为。

这些研究与传统技术相比，通过增强纳米通道的蒸发，实现了卓越的海水淡化和净化性能，促进了分子筛梯度膜的发展。

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