أغشية تبادل الأيونات (IEMs) هي المكون الأساسي للعديد من أنظمة الإلكتروليت الكيميائي. الانتقائية الأيونية والتدفق الأيوني هما المؤشرين الرئيسيين لتقييم أداء الأغشية IEMs. الأغشية التي تجمع بين الانتقائية العالية والتدفق العالي كانت دائما هدفا للبحث العلمي والصناعة. في الأغشية التقليدية، تشكل مجموعات الأيونات شبكة قنوات أيونية ثلاثية الأبعاد، وعندما يكون محتوى مجموعات الأيون منخفضًا، يصعب تكوين قنوات متصلة مما يحد من التدفق، وزيادة محتوى الأيونات قد تعزز التدفق لكنها تسبب تضخمًا مفرطًا في المواد مما يقلل من الانتقائية. هناك تحديات كبيرة في بناء قنوات نقل أيونية عالية الكثافة باستخدام كمية قليلة من مجموعات الأيونات. لمواجهة هذه المشكلة، اقترحنا استراتيجية التجميع الحثي باستخدام كميات قليلة من مجموعات الأيونات لبناء غشاء يضم مصفوفة قنوات أيونية أحادية البعد عالية الكثافة. استخدمنا التفاعل بين 4-أمينو أزوبينين (Azo) وبوليمر مشترك الكتلة (SEBS) معدل بمحتوى قليل من مهلّس المالئيك أنهيدريد، حيث أُنتجت مجموعات الكربوكسيل in situ أثناء التعديل مع الأزوبين. على الرغم من ارتباط الأزو بقطع الإيثيلين/البيوتيلين، إلا أنه يتوافق بشكل أفضل مع قطع الإستيرين. لذلك، أثناء التبلور الذاتي لـ SEBS، يميل Azo للانتقال إلى منطقة الإستيرين، محرضًا تجمع مجموعات الكربوكسيل عند واجهة الطورين، مكونًا مصفوفة عالية الكثافة من القنوات الأيونية. هذه الطريقة "القليلة تتركب الكثير" تختلف عن تصميم المواد التقليدي، محققة تحسينًا مشتركًا في التدفق والانتقائية، مظهرة قدرة ممتازة على تحويل فوارق الملح (9.35 واط/متر مربع، بفارق تركيز 500 مرة)، مما يوفر فكرة جديدة لتطوير الجيل الجديد من الأغشية عالية الأداء.

أغشية تبادل الأيونات; بوليمرات الكتل المشتركة; الفصل الدقيق; تحويل طاقة فرق الملح