膜在自然界中无处不在，其主要功能包括自适应过滤和选择性运输化学/分子物种。作为细胞功能的关键，其在许多科学和技术领域也极具基础意义。特别重要的是自适应和可编程的膜，它可以根据环境改变其渗透性或选择性。
有鉴于此，新加坡国立大学Kostya S. Novoselov（2010年诺贝尔奖得主）报道了一种新的范德华复合膜，其水和离子的渗透性可以通过组分的质子化状态和特定离子的存在来控制。
文章要点
1）该有序的膜结构是由多胺大分子（PA）和氧化石墨烯（GO）大分子自组装形成。具有自适应渗透性，其结构类似于刚性细胞植物膜，具有GO和PA功能基团所起的离子通道的作用。坚硬的壁和范德华结构中的强相互作用防止了亲水性成分的膨胀，并为膜提供了结构稳定性。
2）与典型的膜不同，在这些膜中，水和离子的流动由孔径和外部压力控制，而通过该人工膜的渗透性仅由范德华结构中各组分的荷电状态(质子化)以及与某些离子的特定相互作用决定。因此，水的渗透性是由刚性膜内部的固有渗透压决定的，渗透压是由于GO和PA的特定(竞争)荷电状态导致质子浓度过高而产生。类似地，离子输运受质子和离子与GO-PA界面官能团的竞争性相互作用控制，对离子具有很强的选择性，从而允许选择性离子泵浦。
3）研究人员在该人工膜中还观察到一些离子的渗透性可以通过其他离子的存在来调节，从而产生选择性离子传输的“晶体管效应”。
该研究工作提供了一种具有可编程的、预定的渗透性和选择性的膜，该膜由组分的选择，其构象以及带电状态决定。
Andreeva, D.V., Trushin, M., Nikitina, A. et al. Two-dimensional adaptive membranes with programmable water and ionic channels. Nat. Nanotechnol. (2020)
DOI：10.1038/s41565-020-00795-y
https://doi.org/10.1038/s41565-020-00795-y
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