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用于含油工业废水的先进嵌段共聚物膜
工业过程（包括石油化工、纺织、皮革和钢铁加工）每天都会产生大量含油废水。这种废水对环境构成了巨大挑战，工业界采用多种方法将水与油分离，包括吸油材料、重力分离、絮凝和凝结。然而，这些方法在分离油滴小于 20 µm 的油水乳剂时无效，并且在加入化学品或使用电场时效果不佳。膜过滤是处理此类乳剂（尤其是表面活性剂稳定的乳剂）的最佳策略之一，因为它们通过简单的过滤过程产生高纯度的水渗透物，并且可以在大型工业规模上多次清洗和重复使用。本次演讲将概述卡塔尔大学与南密西西比大学合作开发和测试的新型聚苯乙烯基共聚物膜。新开发的膜在紧密乳化液中将油与水分离方面表现出显著的增强效果，同时在五次运行中表现出极高的抗污性，而商用膜仅在两次乳化液运行中就会被污染。演讲将概述膜在清洗和重复使用周期后的油去除效率、化学、形态和机械稳定性。最后，使用合成油水和现场样品以及卡塔尔石油和天然气公司的测试方案对膜进行了测试。
用于阴离子交换膜燃料电池的氟化聚（芳基哌啶）膜
阴离子交换膜燃料电池 (AEMFC) 是质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 的一种经济高效的替代品。高性能耐用的 AEMFC 的开发需要高导电性和坚固的阴离子交换膜 (AEM)。然而，AEM 通常在导电性和尺寸稳定性之间表现出权衡。本文报道了一种氟化策略，用于在聚（芳基哌啶）AEM 中创建相分离的形态结构。高度疏水的全氟烷基侧链增强了相分离，从而构建了用于阴离子传输的互连亲水通道。因此，这些氟化 PAP (FPAP) AEM 同时具有高电导率（80°C 时 > 150 mS cm − 1）和高尺寸稳定性（80°C 时溶胀率 < 20%）、优异的机械性能（拉伸强度 > 80 MPa 和断裂伸长率 > 40%）和化学稳定性（80°C 时在 3 m KOH 中 > 2000 小时）。使用本 FPAP AEM 的具有非贵重 Co-Mn 尖晶石阴极的 AEMFC 实现了 1.31 W cm − 2 的出色峰值功率密度。在 0.2 A cm − 2 的恒定电流密度下，AEM 在燃料电池运行 500 小时后保持稳定。
用于水系有机氧化还原液流电池的具有氢键和盐桥网络的离子选择性微孔聚合物膜
电能存储是大规模部署和整合风能、太阳能等可再生但间歇性能源的重要组成部分。[1] 液流电池 (RFB) 是一种很有前途的电网级储能技术，由于其可扩展性高、放电时间长、储能与发电分离以及运行固有安全等特点，为深度脱碳提供了许多高价值机会。[2] 传统的液流电池采用低丰度金属离子氧化还原对，如钒，这与技术挑战有关，包括相对较低的能量密度以及高成本和环境问题，限制了它们广泛的商业成功。 [2–4] 近来，有机和有机金属氧化还原活性材料，如醌、[5] 吩嗪、[6] 氮氧自由基、[7] 紫精、[7,8] 芴酮、[9] 有机铁配合物、[10,11] 及其
光反应聚合物和聚合物复合膜用于气体分离
摘要：刺激反应性材料，称为“智能”或“智能”材料，在分离场（包括气体分离）中引起了极大的关注。在各种可用的刺激中，将光作为无损，成本效益，无化学刺激的使用，具有相对快速的响应是非常有希望的。在此，我们总结并突出了用于合成光反应有机聚合物膜，无机金属 - 有机框架薄膜和无机 - 有机混合矩阵膜的方法。我们讨论了这些材料在气体分离中的应用，并提供了最近进行的研究中选定的最新示例。此外，光自动气体分离膜测试细胞在评估和比较光自动膜在气体分离过程中的性能中起着至关重要的作用。因此，我们回顾了光响应气体分离膜测试细胞的发展以及归因的缺点和局限性。提出并讨论了旨在突出测试准确性的第三代测试系统。关键字：光反应分子，气体分离膜，光反应金属 - 有机框架，光电机制，气体分离设备设置
一种更接近细胞膜的外来化合物 - Refubium
构建细胞膜的功能模拟物是开发合成细胞的重要任务。到目前为止，脂质和两亲性嵌段共聚物是最广泛使用的两亲物，前者形成的双层膜缺乏稳定性，而后者形成的膜通常具有非常缓慢的动力学特征。在此，介绍了一种新型 Janus 树枝状聚合物，其含有两性离子磷酸胆碱亲水头基 (JD PC ) 和 3,5-取代的二氢苯甲酸酯基疏水树枝状大分子。JD PC 在水中自组装成两性离子树枝状大分子体 (z-DS)，其在厚度、柔韧性和流动性方面忠实地再现细胞膜，同时具有耐受恶劣条件的能力，并且在膜破裂时表现出更快的孔闭合动力学。这使得混合 DS 能够与天然膜成分（包括成孔肽、结构导向脂质和聚糖）一起制造，以创建筏状结构域或洋葱囊泡。此外，z-DS 还可用于创建具有类似生命特征的活性合成细胞，这些特征可以模拟囊泡融合和运动以及环境感应。尽管 z-DS 具有完全合成的特性，但它是最小的细胞模拟物，可以与生命物质整合和相互作用，并具有模拟类似生命特征及其他特征的可编程性。
具有半透膜的肽基凝聚层核心囊泡
区室化是生命的标志，也是当前构建人工细胞的核心目标。[1] 人们研究了不同类型的区室，包括脂质体、蛋白质体、聚合物体和凝聚层，以深入了解区室化对活细胞中常见的生物分子和生化反应网络的作用。[2] 然而，这些区室无法模拟活细胞的所有功能特征，包括高内部生物分子浓度、选择性膜和与其他细胞相互作用的能力。凝聚层液滴是一种类似细胞的区室，由RNA、肽或小分子在多种非共价相互作用的驱动下通过液-液相分离（LLPS）自发形成。[3] 凝聚层的物理性质取决于其组成部分的结构-功能关系。一般来说，它们含有高浓度的肽或RNA，模拟活细胞内的物理化学环境。[4] 然而，由于缺乏膜，通常会导致快速聚结，这对它们的稳定性构成了挑战。此外，没有屏障意味着难以选择性地吸收营养物质并去除废物同时保留有用的产品。[3,5] 脂质基膜结合区室（其中脂质体是最著名的例子）也常被用作原始细胞模型进行研究，但它们内部的溶质浓度通常低于活细胞中的生物分子浓度，或者当高渗透压没有得到仔细平衡时，它们有破裂的危险。[6]
具有半透膜的肽基凝聚层核心囊泡
区室化是生命的标志，也是当前构建人工细胞的核心目标。[1] 人们研究了不同类型的区室，包括脂质体、蛋白质体、聚合物体和凝聚层，以深入了解区室化对活细胞中常见的生物分子和生化反应网络的作用。[2] 然而，这些区室无法模拟活细胞的所有功能特征，包括高内部生物分子浓度、选择性膜和与其他细胞相互作用的能力。凝聚层液滴是一种类似细胞的区室，由RNA、肽或小分子在多种非共价相互作用的驱动下通过液-液相分离（LLPS）自发形成。[3] 凝聚层的物理性质取决于其组成部分的结构-功能关系。一般来说，它们含有高浓度的肽或RNA，模拟活细胞内的物理化学环境。[4] 然而，由于缺乏膜，通常会导致快速聚结，这对它们的稳定性构成了挑战。此外，没有屏障意味着难以选择性地吸收营养物质并去除废物同时保留有用的产品。[3,5] 脂质基膜结合区室（其中脂质体是最著名的例子）也常被用作原始细胞模型进行研究，但它们内部的溶质浓度通常低于活细胞中的生物分子浓度，或者当高渗透压没有得到仔细平衡时，它们有破裂的危险。[6]
本体热力学决定膜中表面氢浓度
未转化的反应物。在此步骤中，氢气可从混合物中分离出来，并在反应中重新使用。在未来以氢气为主要能源载体的情况下，分离和/或纯化能量昂贵的氢气将变得更加重要。[1–3] 一种有前途的方法是使用由吸氢金属（如钯和钯合金）制成的氢选择性膜。[4,5] 此类膜的渗透性取决于两侧的表面性质（解离/复合）和本体渗透性（扩散和溶解度）。[4] 人们已经进行了大量研究，以寻找比钯具有更高渗透性的廉价材料（例如钒、铌、钽及其合金[6–10]），然而，昂贵的钯和钯基合金由于其良好的表面性质仍然是优越的膜材料。 [5,11] 如果可以修改诸如钒基合金等廉价材料的表面性质以匹配钯的性质，它们将彻底改变该技术。尽管这个目标相当简单，但是对于这些理想的表面性质仍然存在知识缺口。大多数著作引用了表面科学的概念，描述了氢的物理吸附、解离（屏障）和化学吸附。[12] 但是，需要额外的步骤 - 跳跃到亚表面位点和相邻的本体位点 - 才能充分模拟渗透过程。尽管如此，由于步骤之间的复杂相互作用，建模的预测能力有限 [4,6,13]，更重要的是 - 由于缺乏原位氢分析，只能通过与非常基础的实验（渗透动力学，例如参考文献 [14]）进行比较才能进行实验验证。Baldi 等人已经证明了电子能量损失谱可以作为纳米颗粒中本体氢的分析方法。 [15] 在本文中，我们进一步开发了通过反射电子能量损失谱 (REELS) 原位探测氢化物薄膜表面氢含量的方法。该方法应用于实验方法，其中可以有意改变膜的表面性质并在操作条件下确定其氢含量。我们通过直接观察 Pd/V 复合膜中渗透对氢含量的依赖性证明了限速步骤的存在。建模得出了各个层的相关性，从而可以将结果与从氢吸收中获得的结果联系起来