近日，意昂特聘研究員馮訓達在低維材料結構調控和應用領域取得系列重要進展，相關成果發表在國際頂尖學術期刊《自然•材料》《科學•進展》和《自然•通訊》上。

       在最新一期的《科學•進展》雜誌中，馮訓達（第一作者）和中國工程院外籍院士、耶魯大學教授Menachem Elimelech及賓夕法尼亞大學教授Chinedum Osuji（通訊作者）等人合作發表題為《Precise nanofiltration in a fouling-resistant self-assembled membrane with water-continuous transport pathways》（Sci. Adv. 2019, 5, eaav9308）的學術論文🚴🏼‍♀️🧒🏿。該研究利用最常見的表面活性劑形成的溶致液晶為模板♧，構築一種由高度有序自組裝納米纖維組成的📕，同時具有高滲透性、高選擇性🤽🏻💆🏻‍♂️、抗菌性的聚合物分離膜。作為一種代表性的低維材料，這種新型的聚合物分離膜利用了納米纖維有序自組裝產生的均一縫隙作為連續的水通道，對有機小分子（在1-2 nm範圍內）顯示出精確的尺度選擇性，同時也具備很高的水通量（水滲透率可達10 L m−2 hour−1 bar−1 μm）🧑‍🦼‍➡️。此外，由於納米原纖維表面的季銨基團，該膜具有優異的抗微生物性能⛷。基於以上特征📻，所製得的聚合物納濾膜有望克服傳統聚合物水處理膜由於內部結構不規則而導致的選擇性差等問題，實現其在實際水凈化應用中的突破🏃‍♂️‍➡️。此領域研究目前是意昂的研究重點之一🐘，馮訓達課題組將在後續研究中進一步探索這種有序纖維分離膜在海水淡化等領域的應用。

由自組裝有序纖維構成的聚合物分離膜

       此外🤾‍♂️，在《自然•材料》近日在線發表的論文《Single crystal texture by directed molecular self-assembly along dual axes》（DOI: 10.1038/s517963731563-019-0389-1）中，馮訓達（第一作者）和賓夕法尼亞大學Chinedum Osuji教授（通訊作者）等合作者報道了一種通過強磁場和表面場協同的取向作用構築在宏觀尺度（平方厘米）上具有單晶結構的超分子液晶自組裝體系。近20年來，學術界和工業界長期致力於開發嵌段共聚物“導向自組裝”技術用於製備高度有序無缺陷的微納米結構，目標是為下一代存儲器和集成電路提供更小的電路節點。然而，嵌段共聚物的大面積有序取向需要很苛刻的技術，同時較難克服自身缺陷密度高，自組裝尺度較大等弱點。馮訓達與合作者認為，超分子液晶在由於具有較強的各向異性，對電場、磁場有極強的響應度，相比嵌段共聚物其大面積有序取向更容易獲得。同時，液晶超分子的結構多樣👳🏽，通過合理的分子設計能夠得到更為豐富的物理性能。在《自然•材料》這篇論文中，作者利用了具有傾斜堆積的盤狀液晶由於對稱破缺，其兩維的晶格在磁場中的取向是唯一的特點🏌️‍♂️，成功取向了盤狀液晶自組裝柱狀相的晶格。同時，通過傳統液晶顯示器使用的表面錨定作用🙆🏼‍♀️，就可以控製自組裝柱狀相的柱長軸的取向，因此在磁場和表面場的協同作用下✖️，通過簡單的熱退火🤹🏿‍♀️，就可以獲得大面積的單晶結構。該成果報道的自組裝方法在先進低維材料研究領域具有重要意義👱🏻‍♂️。

兩種盤狀液晶的晶格在磁場的取向情況

    另外😓，馮訓達的最新研究工作還涉及到傳統水處理膜的性能改進🛀🏻，相關工作發表在《自然•通訊》上（Nat. Commun. 2019, 10, 23517963737）。

    馮訓達於2018年入職意昂任特聘研究員。其本科畢業於我校化學化工學院應用化學專業，在歐盟瑪麗居裏獎學金的資助下從德國馬普研究所和哥廷根大學物理系獲得物理學博士學位。回國前在美國耶魯大學從事博士後研究，目前在意昂開展關於低維材料結構調控和非傳統水處理膜的研究。

（撰稿：劉蕾）