通过淀粉样聚集设计具有亚纳米孔的蛋白质基纳滤膜科研示意图设计案例

研究内容摘要

生物学中的膜蛋白通过构建亚纳米通道实现高效的选择性分子识别和跨膜运输。然而，在人工蛋白膜中实现同等选择性仍是艰巨挑战，主要原因是精确定制亚纳米孔径的难度。本文介绍了具有精确亚纳米孔隙的蛋白质类纳米过滤膜制造上的突破。通过硫醇-二硫键交换反应，在空气/水界面形成孔径0.62–0.81纳米的坚韧蛋白膜。随后用多酚交联进一步降低孔径至约0.4纳米，同时将表面电荷从正电荷反转为负电荷，显著提升离子筛分性能。作为概念验证，交联类淀粉样蛋白膜对MgCl的排斥率达到了98.24%2以及一颗出色的Mg2+/Li在模拟盐湖盐水中的选择性为88.65，超过了迄今为止大多数聚合物膜的性能。此外，该膜在分离不同价态阴离子、去除重金属离子和消除持久性有机污染物方面表现出多功能性，同时在酸性、碱性和有机溶剂环境中表现出优异的化学稳定性和抗污能力。通过利用生物通道的精确性，这项工作为下一代仿生离子分离、环境修复和水净化应用带来了范式转变。 受生物离子通道和跨膜蛋白启发，提出了一种变革性的通用策略，通过类淀粉样蛋白聚集将合成蛋白膜的孔径推至亚纳米级。通过多酚交联调节膜孔径和表面电荷，提升了离子分离性能，为高性能仿生分离膜提供了新途径。 本页依据已公开发表信息和站内作品图整理，展示论文题目、期刊和 DOI 等可公开信息，不展示客户姓名、未公开实验数据和未授权细节。

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