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近日，材料与能源学院张亚刚教授团队指导本科生在中国科学院一区TOP期刊 Journal of Colloid And Interface Science 上发表了题为“Solvation enabled highly efficient gradient assembly creates robust metal–phenolic coatings”的研究论文，报道了全新的金属-多酚涂层的溶剂调节策略，并首次揭示了梯度组装过程的分子机制。电子科技大学本科生马玮为论文第一作者，电子科技大学张亚刚教授、赵攀峰研究员和清华大学危岩教授为共同通讯作者。电子科技大学材料与能源学院为第一通讯单位。
金属-多酚网络（MPNs）是一类基于金属配体和多酚配位组装形成的超分子材料，近年在生物医药、分离纯化、环境修复和催化等领域受到广泛关注。尽管已取得了诸多进展，但高效快速构筑厚的、牢固的MPN涂层，实现对多种苛刻环境（如酸性、碱性、高盐等）的耐受，仍充满挑战，鲜见报道。即如何实现长得快，长得厚，长得牢是需要解决的关键问题。
为此，张亚刚团队提出了通过溶剂（水/乙二醇）调节抑制前驱体自聚集的策略，并通过调控MPN涂层组装的动力学过程，在多种基底（不锈钢网、泡沫镍、棉花、碳纸、混合纤维素酯滤膜等）上构筑了厚的（可达1.5 μm）、牢固的MPN涂层。通过抑制前驱体的自聚集，并调节多酚间的多种相互作用，组装底物聚集、沉淀、析出与持续界面组装的精细平衡在充分分散的溶液-组装系统建立了金属-多酚高效组装的方法。研究还首次揭示了金属-多酚梯度组装过程的分子机制。多酚和金属离子的梯度组装在横向和纵向尺度上形成了充分交联的网络，使涂层耐受多种苛刻环境（超声、水冲刷、强酸、强碱和高浓度盐溶液）。
研究发现，采用溶剂调节的策略，通过简单基底浸渍和干燥即可制备出高性能油水分离膜。以不锈钢网为基底所制的分离膜同时具备高油截留压强（2.0 kPa，300目不锈钢网，下同）和高水通量（2.59 × 105 L m-2h-1）。分离性能在各种苛刻环境下（pH 1–11的溶液、多种高浓度盐溶液中浸渍，超声处理，保存一年）能稳定保持。抗油污性能突出。
这项研究为金属-多酚界面组装提供全新的见解和方法。
图1.金属-多酚界面组装的溶剂调节策略（左上）、金属-多酚涂层的梯度组装结构（左下）、和油水分离膜（300目）对正己烷的截留效果示意图（右）。
张亚刚教授团队长期聚焦功能导向的分子识别与组装，开展面向能源、环境和大健康的新型功能和复合材料设计，生物基新型功能材料的创制，部分研究成果得到产业化应用，先后获省部级科技进步一等奖2项，二等奖3项。
该工作得到了四川省科技厅重点研发计划面上项目（2023YFG0222）、电子科技大学杰出人才启动经费（A1098 5310 2360 1208）、材料与能源学院“启蒙”计划、电子科技大学一年级新生课外创新实践项目计划等支持。
编辑：王晓刚 / 审核：李果 / 发布：陈伟
