近期，中国科学技术大学环境科学与工程系在Nature旗下期刊 Nature Communications发表题为 “Self-assembled lyotropic liquid crystal interlayer regulated interfacial polymerization for modulating structure and performance of nanofiltration membranes”的研究论文。该研究提出了利用自组装溶致液晶中间层调控界面聚合，获得了一种性能优化的复合纳滤膜。

纳滤是一种关键的膜分离技术，在化工与环境领域具有广阔的应用前景。高性能薄膜复合纳滤膜（thin-film composite, TFC），尤其是兼具高盐选择性与优异抗污染性能的膜材料，对其制备核心工艺——界面聚合的精细调控提出了迫切需求。已有研究表明通过纳米材料中间层策略可以增强纳滤膜性能，但常规的纳米材料中间层由于无序、难以调控等问题导致其性能结构与所得的聚酰胺形态之间的调控机制尚未清晰。针对这种挑战，研究团队提出了一种通过引入溶致液晶（lyotropic liquid crystal, LLC）来精细调控界面聚合过程的有效策略。利用溶致液晶在基底上自组装构建成具有六方结构的中间层，通过界面聚合反应促使形成具有特征性管状结构的聚酰胺活性层。与传统复合纳滤膜相比，LLC调控的TFC膜在保持相近Na2SO4截留率的同时，实现了水渗透性的成倍提升，从而显著增强了水/盐分离选择性。此外，该膜还表现出优异的一价/二价离子选择性以及良好的抗污染性能，使其在多种分离过程中具有应用潜力。进一步对界面结构与作用机制的研究表明，LLC中间层在调控反应单体扩散行为中起着关键作用，从而促成了具有独特管状形貌的聚酰胺层及其优异的分离性能。该研究显示在界面聚合反应中利用具有自组装结构的中间层来构筑高性能纳滤膜的重要潜力。

图. 利用溶致液晶中间层调控界面聚合制备聚酰胺纳滤膜示意图

本研究工作获得了国家自然科学基金项目的支持，并得到了上海同步辐射光源的技术支持。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-68116-2