近期,西南大学植物保护学院天然产物农药实验室连续在具有Nature Index的世界顶刊的水体研究(Water research IF:12.8)和 Nature子刊(NPJ clean water IF:11.4)的期刊发表了关于膜的能量理论和评估体系的研究论文,此研究受到世界科研人员的普遍关注,此研究可用于指导膜分离快速去除水体中农药的污染。因此,厉阗副教授收到世界环境能源大会(2nd International Conference on Environmental Science & Green Energy)的特邀发言。
膜科学是新型高效的分离技术,是实现经济可持续发展战略的重要组成部分,是解决水资源缺乏和提供新水源的有效途径之一,其中可用于处理农药污染水的净化。美、欧、日等先进国家将膜技术作为基础技术进行研究与开发,认为其扮演着战略的角色。膜分离的本质是传质和传能过程。膜的传质和传能是具有紧密联系的两个基础理论,但均存在着核心知识的空白。此理论瓶颈关键在于膜的结构差异大,其包括螺旋微结构、多孔结构、多弯曲面、锯齿结构和柱状结构等。因此,无法将膜的结构特性归纳为某种代表性的结构,导致膜内流体流动的不可描述性。
膜科学的传能基础理论的关键瓶颈,成为膜科学研究者必须突破却很难攻破的一道世界科学壁垒。因此,如何寻找新的研究途径,解决此科学问题变得极为重要。
本课题组从全新的研究思维出发,以膜的流体力学原理为能量转化的基础,分析膜的流体穿膜过程中受到不同的作用力对能量的影响,从0到1建立膜的流体能量理论模型。在此基础上,转化成为有可测量和可计算的参数组成的可计算的理论方程。
此理论作为框架式基础理论突破,对后期的研究不仅具有很好的指导价值,而且此理论可以进一步深入细化的研究,将对膜的研究和应用具有深远意义。
膜是应用科学,能量消耗是应用的关键。因此,如何建立膜的特性与能量的关系,表达能量传递效率成为知识空白。因此,本研究填补此处空白。
此参数是首个膜的特性表达能量参数,具有构建膜的性能和能量之间的桥梁的重要作用。如何提升膜的特性的研究,最近陆续发表在Science和Nature主刊上。如何评估一个修饰方法的有效性,必须建立评估体系,但利用如今的参数评估会产生错误。因此,我们针对此问题建立了能量评估体系。
因此,此评估体系的建立,不仅解决缺乏评估体系导致膜科学的知识空白,而且为研究者如何更加有效降低膜的能量消耗提供重要的理论支撑。
论文均为西南大学植保学院为第一完成单位,厉阗副教授为论文第一作者和通讯作者,丁伟教授、王进军教授为论文共同通讯作者。