2023年10月9日，2023－2024学年度秋季学期探微书院导师微沙龙迎来第1讲，本次微沙龙由化工系的林亚凯老师主讲，以“生命健康高性能膜材料的可控制备及产业化”为主题，此次微沙龙是探微书院导师微沙龙自举行以来的第218讲。

林老师首先从与我们生活息息相关的家用净水机、超滤牛奶、ECMO（体外膜肺氧合）的等膜应用例子出发 ，引入了膜分离的话题。化工产业中有45%－55%的能量被用于分离，而膜分离恰恰具有分离效率高、条件温和、能耗低等优势。如果利用好膜分离技术，将极大程度地推动化工产业的绿色、高效发展。因此，膜分离技术已成为当代解决人类面临的水资源、能源、生命健康、食品安全、环境等领域重大问题的共性技术之一。

林老师以四个具体的实例为我们介绍膜分离的具体应用。水是生命之源，第一个实例是饮用水净化用PVDF中空纤维超滤膜。传统饮用水净化工艺主要包含絮凝沉淀、砂滤、化学消毒等过程，产水水质稳定性差，而膜法饮用水净化工艺则主要利用超滤膜，在预处理后直接过滤掉孔径大于100 nm的颗粒和悬浮物等污染物，产水水质稳定。

那PVDF中空纤维超滤膜是如何制备的呢？林老师课题组采用的是先进的热致相分离（TIPS）法，其难点和关键便是热致液－液相分离稀释剂体系的筛选，以获得通透双连续结构，可以同时实现膜的高强度和大通量，此外还需要考虑制膜过程的环保和成本问题。而PVDF中空纤维超滤膜能够顺利实现从实验室研究到成功产业化应用的关键，就是强调实验室理论指标和实际应用指标区别的重要性。例如学术上往往追求的是高纯水通量，然而在真正的应用过程中，由于杂质较多，大孔径、大通量的膜往往会出现污染快和不易清洗等恢复问题。因此不仅仅在生产和销售中要保证产品质量、降低成本、寻找差异化优势，一开始在研发的时候就应该考虑这些方面。林老师以自己亲身经历为例，深入浅出地让大家感受到了一个科研成果在产业化的过程中所面临的挑战，引发了大家的深入思考。

第二和第三个实例分别是除病毒PVDF中空纤维超滤膜和PMP、PP中空纤维氧合膜。其应用场景分别为生物制品纯化和体外膜肺氧合。林老师分别讲述了二者所遇到的挑战。在除病毒的过程中如何将略大于20nm的病毒和略小于10nm的IgG等有效蛋白质精准分离；如何制备表面致密却透气性能好的膜，都是在研发中遇到的难点。此外，林老师还特别强调了不同产业之间产业合作的重要性，例如体外膜肺氧合膜需要编织成帘，避免膜丝交叉，以防止应用时出现凝血问题，这就需要科研团队与专业纺织的团队合作，才能完成整个产业链的架构。越来越多类似的挑战需要运用交叉学科的思维来解决问题，这也为大家以后的科研工作提供了启发。

最后一个实例中，林老师介绍了人工肾PSf/PES血液透析膜的发展历史，并分析了当前面临的挑战及应对方向的建议。由此可见，高性能膜材料已在保障人民生命健康中发挥着不可或缺的重要作用。微沙龙结束前，林老师分享了在双碳背景下的膜分离技术面临的机遇和挑战，鼓励同学们勇于面向国家重大需求，承担突破“卡脖子”技术瓶颈的重任，助力我国实现科技自立自强。