【總結(jié)】 該團隊在通過超快反應(yīng)擴散法制備的梯度全多糖聚電解質(zhì)水凝膠膜中展示了高性能的滲透能轉(zhuǎn)換。所制備的具有連續(xù)梯度結(jié)構(gòu)的非對稱膜可以消除已報道的非對稱離子膜存在的不利界面效應(yīng)。受益于固有的高電導(dǎo)率、帶電3D聚合物網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)異離子選擇性和梯度電荷誘導(dǎo)的離子二極管效應(yīng)，基于梯度聚電解質(zhì)水凝膠膜的裝置通過混合海水和河水呈現(xiàn)出 7.87 W/m2 的超高功率密度，優(yōu)于以前的報道的。

針對上述缺點，在江雷院士指導(dǎo)下，青島大學(xué)隋坤艷教授團隊以殼聚糖和海藻酸鈉等多種可再生降解天然多糖聚電解質(zhì)為原料設(shè)計出具有連續(xù)梯度的非對稱水凝膠膜。梯度分布的負電荷不僅可以避免傳統(tǒng)非對稱膜的分層風(fēng)險，而且繼承了非對稱膜的離子二極管效應(yīng)。此外該梯度薄膜還具有良好的陽離子選擇性和超高的離子電導(dǎo)率。因此，當(dāng)混合海水與河水時，該膜基發(fā)電系統(tǒng)的功率密度高達7.87 W/m2，優(yōu)于已報道的膜基滲透能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。

基于此，本工作設(shè)計并制備了一種具有非對稱結(jié)構(gòu)的電控?zé)晒馍兯z-石墨烯體系，通過電熱調(diào)控實現(xiàn)了多種熒光顏色的靈活控制。如圖1所示，將熒光高分子水凝膠、熒光漆、導(dǎo)電紙以及電極通過層層復(fù)合得到非對稱水凝膠-石墨烯體系。在該設(shè)計中，通過水/空氣界面自組裝制備單面具有堆疊石墨烯膜的導(dǎo)電紙。

此外，由于蒸發(fā)發(fā)生在滲透側(cè)，蒸汽的傳質(zhì)阻力大大減小，電荷梯度水凝膠膜的水通量相比商業(yè)的聚四氟乙烯（PTFE）膜可提高60%-110%。基于以上優(yōu)勢，該電荷梯度水凝膠膜能夠?qū)袕V譜污染物（500 mg L-1）的高鹽廢水（130 g L-1）進行長達200 h的長時間穩(wěn)定脫鹽處理。該技術(shù)為高鹽廢水脫鹽的直接零液體排放開辟了一條有嶄新的道路。 圖1.

中科院寧波材料所陳濤研究員團隊在柔性可穿戴電子皮膚方面取得系列進展 中科院寧波材料所陳濤研究員課題組在非對稱高分子二維復(fù)合薄膜制備及其可穿戴傳感器應(yīng)用方面取得進展 中科院寧波材料所陳濤研究員課題組系統(tǒng)評述：超分子形狀記憶水凝膠研究進展 中科院寧波材料所陳濤研究員和黃又舉研究員在多功能性二維非對稱油水分離膜方面取得新進展

薄的水凝膠層（12.15μm）被兩層薄的彈性體層封裝，可防止水蒸發(fā)并增強熱傳遞，從而提高穩(wěn)定性并加快響應(yīng)/恢復(fù)速度。摻入水 凝膠的可水合溴化鋰（ LiBr）進一步提高了非干燥和抗凍能力，使其能夠在極端干旱的環(huán)境中避免脫水，并在零下溫度以下凍結(jié)（凝固點低于-120°C）。

通過設(shè)計活性水凝膠材料的形狀、材料分布的非對稱性和周邊環(huán)境的表面親疏水性，研究團隊控制該活性水凝膠材料進行各種可控軌跡和定向的運動，例如模擬球類運動和走出迷宮運動（圖1E）等。進一步，通過引入新的刺激響應(yīng)性化學(xué)組分，活性水凝膠可以在自驅(qū)動運動期間同步實現(xiàn)變形，從而智能化地改變相應(yīng)的運動軌跡；例如通過變形暴露不同潤濕特性的側(cè)邊，實現(xiàn)類似于自然界水黽的爬岸動作。