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孙立成团队正在剥离解冻后的西瓜皮膜

生果店里被丢弃的西瓜皮倏得万变成为"广大上"的执行材料，小小西瓜皮竟赋存着当然的大灵敏。近日，西湖大学以前产业斟酌中心、理学院孙立成团队在海外著明期刊《当然通信》上发表了一项毁坏性斟酌遵守。他们"师从"西瓜皮膜，建议了一种构建新式离子传输膜（ITMs）的政策，在电化学二氧化碳规复反映中展现出独特的性能。

离子传输膜是电化学二氧化碳规复反映、电解水和燃料电板等可再活泼力调养与存储系统的要津部件，其性能径直影响到动力调养遵守和产品网罗资本。

当今庸俗使用的离子传输膜分为四类，但齐存在诸多局限：如多孔隔阂的能量遵守低和隔气性差；质子交换膜依赖激昂的铂族电催化剂；阴离子交换膜产品网罗资本高；离子溶剂化膜则依赖于高浓度的氢氧化钾电解液。

但西湖大学副斟酌员唐堂博士和西湖大学助理斟酌员刘清路博士在一次手误把西瓜送进冷冻层后，发现解冻后当然零星下来的西瓜膜酷肖执行室致力于斟酌的离子传输膜。

解冻中的西瓜皮

两位博士"玩"心大起telegram 萝莉，将西瓜皮膜放进了电化学二氧化碳规复反映测试安设。神奇的是，西瓜皮膜竟然真是能责任，且展现出了不亚于交易化离子交换膜的性能。

于是，一场向西瓜皮"肆业"的旅程运转了。

在孙立成院士的换取下，利用西湖大学的跨学科资源，团队成员开展了多方交流与探索，最终锁定了西瓜皮膜的细胞壁内存在纤维素、半纤维素和果胶这三种主要因素。其中纤维素有规则地陈设，造成直径为2到5纳米的三维通谈，而果胶均匀填充了这个有规则陈设的三维纤维状通谈。

重重叠叠的细胞壁在电镜下沉着放大，最终呈现出纤维状通谈

过程进一步细分西瓜皮膜，斟酌团队还发现，西瓜皮膜的皮基层大约大约加快氢氧根离子的传输，且精确拔除酸根离子。

西瓜皮膜透露图，主要由三层构成。Cuticle是最外侧的角质层，Epidermis是上皮层，Hypodermis是皮下组织层

当今，即即是东谈主类最顶尖的芯片制造技能，也刚刚大约在5纳米以下的空间里，制造出逻辑电路。但对西瓜皮来说，这是它的"基本操作"，高精尖的通谈"分娩图纸"就储存在DNA里。

联系词，比较发现气候，机理的探索愈加贫窭。接下来的问题是，若何破译这份"图纸"，并将其哄骗到离子传输膜的研发中？

过程大量复杂的执行，斟酌团队发现，填充在西瓜皮细胞壁纳米通谈里的、具有微孔结构的果胶，通过限域作用造成了络续氢键汇集。一方面，这一汇集大约高效传递氢氧根离子；另一方面，果胶中的羧酸根与甲酸根离子同带负电极，"同性相斥"，禁止了酸根离子的干涉。

西瓜皮膜内的"离子遴荐性传输机制"透露图

至此，斟酌团队基本探明了西瓜皮膜的机理。在西瓜皮的"换取下"，执行室正在进行全新的离子传输膜贪图。

据孙立成院士先容，团队当今制备了更高档的高分子合成膜，别离用于电解水以及电化学二氧化碳规复反映，并展现出超高性能。据悉，当今的后续研发正在鞭策阶段。

　　作家：刘琦

文：刘琦 图：西湖大学供图 剪辑：刘琦 背负剪辑：任荃

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