近日，校区海洋科学与技术学院程喜全教授团队提出顺序结晶法制备纳米阵列强化超耐久纳米纤维膜，解决了多孔纳米纤维膜(PNMs)在极端条件下易被破坏、机械强度低的缺点，为油水分离领域提供了新的研究方向。相关研究以《顺序结晶法制备纳米阵列强化超耐久纳米纤维膜》（Nanoarray-Fortified ultra-Durable Nanofiber Membrane via Sequential Crystallization）为题发表在《自然通讯》(Nature Communications)上。

先进聚合物纳米纤维膜（PNMs）具有高孔隙率、高比表面积以及结构和表面性质可调的特点，被广泛应用于油水分离领域。然而，电纺过程中聚合物材料结晶度低、纳米级直径的单根纳米纤维固有强度低以及纤维间相互作用弱，导致PNMs拉伸强度和稳定性较差，阻碍了其广泛应用。因此，开发具有高拉伸强度（>15 MPa）并可在各种极端环境中应用的自支撑纳米纤维膜，有望增强其在水处理领域的应用并推动相关应用领域的技术变革。

研究团队通过顺序结晶共价有机框架（COF）和聚醚醚酮（PEEK）制备了一种具有高机械强度、超亲水纳米纤维膜。制备过程中，超亲水的松针状COF纳米阵列层被插入PEEK纳米纤维中，通过PEEK非结晶聚合物链与由COF晶体和PEEK晶体区域组成的异质互穿晶体结构之间的缠结，形成机械互锁结构，同步提升了PNMs的拉伸强度、稳定性和亲水性。

采用顺序结晶法制备的纳米阵列强化超耐久纳米纤维膜的分离性能分析图

研究表明，研究团队开发的纳米纤维膜具有优异的机械性能（16.2 MPa）及在苛刻条件下的稳定性。此外，刚性COF纳米阵列显著增强了与水的亲和力，从而使乳液渗透通量提升至3.4×10⁴L·m^-2·h^-1·bar^-1（提升幅度为968%），且在100次污染-清洗循环中几乎无不可逆污染，其性能超越了当前最先进的膜材料。

哈工大为该论文第一通讯单位，邵路教授、程喜全教授和姜旭博士为论文共同通讯作者，海洋科学与技术学院博士研究生周密为论文共同第一作者。该研究工作得到国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费等资助。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-67896-x

（周芳如）