中国科学院理化技术研究所的闻利平研究员（通讯作者）、江雷院士团队等人联合报道了利用丝素蛋白（SF，最强的天然生物聚合物之一）来制造具有优异机械性能的超薄膜。这种薄膜的厚度为每层10 nm，显示出低电阻和高离子通量，最高可实现21.66 W/m2的渗透能转换。通过筛选薄膜的厚度，发现最佳厚度约为100 nm，以最大化渗透率并保持有效的选择性，通过数值模拟证实了该结果。因此，该系统为设计高性能能量转换发生器提供了范例。

作者制备了一种结实的超薄SF膜用于纳米流体系统，以收集不同盐度溶液之间的吉布斯自由能。采用自旋涂覆技术，通过逐层组装法制备了SF膜，并实现了每层沉积10 nm的可控厚度。由于β-片层纳米晶体的高百分比，该膜具有优异的机械性能。窄的纳米通道、充足的负电荷和低电阻赋予该膜出色的离子传输性能。该膜显示出了非凡的能量转换性能，海水和河水之间的输出功率密度为4.06 W/m2，并且通过模仿盐湖/河流水的条件而达到最大密度21.66 W/m2。结果表明，最佳厚度约为100 nm，可以在保持有效选择性的同时最大化渗透率。总之，该工作说明了设计超薄膜系统在能量转换和其他传质过程中的潜在应用。
文献链接：Ultrathin and Robust Silk Fibroin Membrane for High-Performance Osmotic Energy Conversion（ACS Energy Lett., 2020, DOI: 10.1021/acsenergylett.9b02296）

中共中央组织部办公厅发布了第四批国家“万人计划”入选人员名单。理化所闻利平研究员入选“万人计划”科技创新领军人才。
闻利平研究员主要从事纳米孔道膜材料、智能表界面材料和胶体界面化学研究工作，是中国科学院理化技术研究所研究员，中国科学院大学未来技术学院教授、博士生导师，2016年获得国家杰出青年基金资助。
第四批“万人计划”领军人才共有1042名专家入选，其中645名入选科技创新领军人才，397名入选科技创业领军人才。

应青岛科技大学材料科学与工程学院刘健教授邀请，在材料学院研究生论坛和材料学部资助下，中科院理化技术研究所闻利平研究员于2018年10月18日上午到访我校，并在CCE1505会议室为我校师生作了题为“仿生纳孔膜材料的构筑与应用”的精彩学术报告。

本报告围绕“仿生纳孔膜材料的构筑与应用”这一主题进行。报告由刘健教授主持。闻利平老师首先介绍了仿生纳米孔材料的研究背景，自然界中的许多生命体都在高效地利用纳米通道结构发挥着各自的功能。围绕着一维限域体系离子可控传输的设计思路，闻老师提出了一维限域离子运输的本质及调控规律，构筑了一系列一维限域体系，揭示了一维限域领域离子传输的本质及调控规律，发展了基于新原理、新概念和具有自主知识产权的能量转换器件，为制备新型能源转换体系提供了新思路和新方法。闻老师着重提到了和青岛地理优势息息相关的蓝色海洋利用的新思路，其发展了基于嵌段聚合物自组装的阵列纳米孔膜材料，提高了离子传输的效率，利用纳米孔道膜材料进行化学势梯度驱动的盐差发电器件的构筑，得到了3.5瓦每平方米的功率密度，该数值已接近商业化水平的5瓦每平方米，具有非常广阔的应用前景。最后，闻利平研究员与在座的师生进行了热情而友好的互动交流，让大家受益匪浅。

闻利平，中国科学院理化技术研究所仿生材料与界面科学院重点实验室研究员和中国科学院大学未来技术学院教授，博士生导师。目前发表相关方面的研究论文60余篇，代表性工作包括：Sci. Adv. 1篇，Angew. Chem. Int. Ed. 7篇，J. Am. Chem. Soc. 5篇，Adv. Mater. 15篇和Chem. Soc. Rev. 1篇等。

闻利平JACS：光调控的仿生智能纳米通道

仿生智能纳米孔道研究颇受关注，研究者们已成功实现多种智能响应纳米通道体系，包括光响应、pH响应、离子响应、电压响应等。近日，中国科学院理化技术研究所仿生智能界面科学中心闻利平利用含偶氮苯基团的DNA链段组装于聚合物纳米通道模板上，构建了光调控的纳米通道。该系统利用了DNA的高度可编程性和偶氮苯分子的光响应特性，构建了光响应分子机器，结合人工固态纳米通道技术，实现了光驱动的ATP分子跨膜传递，其传递速率是自由扩散的27.8倍。该工作受生物体启发，独特地利用光来调控DNA适配体的展开和折叠，从而实现对生物分子的捕获-释放-转运过程，并通过稳健且可调节的过程实现特定分子的无损转运。

Li P, Kong X-Y, Wen L, et al. Light-Driven ATP Transmembrane Transport Controlled by DNA Nanomachines[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b10527

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.8b10527