成都理工大学汪建AFM：高拉伸金属配位水凝胶膜，实现大面积稳定渗透能转换

本文介绍了成都理工大学汪建副教授团队开发的一种新型聚丙烯酰胺-丙烯酸-乙烯基咪唑-金属离子（PAM-AA-VI-Metal）水凝胶膜，用于高效稳定的渗透能转换。背景方面，随着化石燃料的枯竭和环境问题的加剧，开发清洁可持续能源成为全球优先课题，海洋渗透能（盐差能）因其巨大储量而备受关注。研究目的是解决传统水凝胶膜在大面积应用时面临的盐度梯度稀释、离子传输路径延长、离子选择性下降及浓差极化效应等问题。通过物理/化学协同交联策略，该水凝胶膜实现了高拉伸性（抗拉强度405.2 kPa，伸长率1420%）和超低溶胀率（盐水浸泡7天膨胀<1%）。实验结果表明，该材料在0.1 mm²测试面积下渗透能功率密度达36.35 W/m²，在177 mm²大面积测试时仍能稳定输出0.1 W/m²，较传统海水/河水梯度提升30倍以上。结论表明，该研究通过金属离子配位策略攻克了水凝胶膜机械强度与离子传输的权衡难题，为盐湖、工业废水等场景的能源回收提供了新路径。