【 耶鲁团队揭示反渗透膜中水和溶剂的传输机制，颠覆传统溶液扩散理论】

进入 21 世纪以来，水资源短缺已经成为全球范围内许多国家和地区亟待解决的主要问题之一。据联合国发布的《2023 世界水资源发展报告》，目前全世界有 20 亿至 30 亿人面临缺水问题，如果不加强国际合作，这种#缺水现象# 预计将在未来几十年里继续恶化 [1]。

在此背景下，淡化海水和含咸水的地下水变得至关重要。相较于其他的#海水淡化技术# ，反渗透技术拥有更为显著的优势，比如能效高、成本低。该技术的核心在于，具有良好致密性和水盐分离性的聚酰胺膜。当对水分子施加压力时，其可以从膜的一侧传输至另一侧，由此得到的纯净水，在经过简单的预处理之后便可直接饮用。

那么，在反渗透膜中，水和盐究竟是如何被输运的呢？

事实上，自二十世纪六十年代起，科学家们就已经开始研究反渗透膜。长达半个多世纪以来，他们一直认为水和盐在反渗透膜中的传输符合溶液扩散模型的原理。

该原理认为，反渗透膜的活性层是一个致密性极强的聚合物相，水分子会先溶解到膜中，然后在浓度梯度的作用下，扩散穿过膜。该模型还假设跨膜压力是恒定的，也就是说，在没有压力梯度的情况下，浓度梯度是水通过膜扩散的驱动力，而水在膜中的溶解度，以及膜内水分子的扩散率，对水的渗透性起到决定性作用。

不过，最近一些新研究的出现，促使已经被广泛接受和运用的溶液扩散模型，面临着被颠覆的挑战。为了更好地探究反渗透膜中的水传输机制，来自美国#耶鲁大学# 的研究团队，基于非平衡分子动力学模拟和溶剂渗透实验，开展了一项新研究。

他们先采用非平衡#分子动力学模拟# 的方法，探索了水分子在不同压力下通过聚酰胺膜的转运机制。

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