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「國家優(yōu)青」&「國家杰青」聯(lián)手，最新Nature子刊！

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「國家優(yōu)青」&「國家杰青」聯(lián)手，最新Nature子刊！
第一作者：Chengcheng Zhu
通訊作者：?王琛，蘭亞乾
通訊單位：南京師范大學，華南師范大學
論文速覽
納米流體膜在獲取滲透能方面顯示出巨大的潛力。然而，輸出功率密度通常受到膜滲透選擇性不足的阻礙。
本文提出了一種基于多金屬氧酸鹽（POMs）的納米流體等離子體電子海綿膜（PESM），用于高效的滲透能轉換。研究團隊通過精確控制納米膜的表面電荷和離子傳輸動力學，顯著提升了滲透能轉換的性能。在500倍NaCl梯度下，制備的PESM最大輸出功率密度可達70.4 W m-2，通過改變配體到P5W30，輸出功率密度進一步提升至102.1 W m-2。
圖文導讀

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圖1：納米流體PESM的制造過程和滲透能轉換的應用。
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圖2：PESM的制備和表征。
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圖3：PESM的離子選擇性和滲透性。
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圖4：PESM在不同KCl濃度梯度下的滲透能轉換性能。
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圖5：PESM在光照下增強的滲透能轉換性能的機制。
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圖6：基于不同POMs（PW12, P2W18, P5W30）的PESM在滲透能轉換中的表現。
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圖7：PESM的抗污染和抗菌性能。
總結展望
本研究開發(fā)的PESM在滲透能轉換方面展現出顯著的性能提升，特別是在光照條件下，通過等離子體電子海綿效應，實現了高效的離子傳輸和能量轉換。PESM的最大輸出功率密度在500倍NaCl梯度下可達102.1 W m-2，這一結果在同類研究中處于領先地位。
此外，PESM還具備良好的抗污染和抗菌性能，為其在實際水處理和能源轉換中的應用提供了有力支持。未來的工作將進一步優(yōu)化PESM的性能，并探索其在更廣泛環(huán)境條件下的應用。
文獻信息
標題：Polyoxometalate-based plasmonic electron sponge membrane for nanofluidic osmotic energy conversion
期刊：Nature Communications
DOI：10.1038/s41467-024-48613-6

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