在中山大学化学学院郑治坤教授的实验室，记者见到了附着在硅片上的弹性晶体膜。假如不是镊子夹取造成的残缺，几乎肉眼无法看见它的存在。然而，做好这样一张膜，团队整整用了5年时间。
记者近日从中山大学获悉，郑治坤教授团队已成功制备出高韧性、高弹性、高机械强度的编织晶界聚合物均孔膜，有望扩展晶体膜在分离、光电、柔性器件等领域的应用。相关成果刊发在《自然》杂志。
极薄的分离膜造成变革
全球每天生产原油超过1亿桶，从原油到汽油、柴油等成品油，往往需要经过蒸馏、催化等工序分离不同物质。从大型炼油塔的建造和维护，到加热消耗的能源，石油化工近80%成本花在分离上。膜分离法成为化工生产领域降低能源消耗、削减加工成本、提高分离效率和产品纯度的一条“前途”。
“理论上，膜分离是常规分离成本的十分之一。”郑治坤说。传统有机高分子材料制成的分离膜，浸到油里会被溶解或溶胀，使用全结晶的分离膜则不会。
为此，郑治坤教授课题组深入研究晶态聚合物均孔膜的制备、结构和性能调控等诸多问题。从把膜制作出来，到实现孔洞均一，再到让它更高效、更可靠、更耐用，无数次反复试验，攻关拦路虎，最终破题。
“这项研究其实解决的是两个力学问题，一是材料强度和韧性的同步提升，二是改善晶体的脆性，让它不那么易碎。”
高中时启发研究兴趣
郑治坤高中时曾随学校参观过县里的一个自来水厂，直到今天郑治坤仍然深深记得那次参观。从河里引水，分离出杂质，再经过消毒等流程……水厂里的一切早已在他心中埋下了种子。
污水处理是把水和杂质分离，海水淡化是把水和盐分离。水处理、化工生产，甚至食品加工领域都有“分离”的重要环节。而这，离不开一张好的分离膜。“我那时候就想做分离，要让中国科技自立自强，可能这早已成为我选择研究方向时的潜意识。”郑治坤说。
郑治坤感叹道：“以前以为做这张膜很简单，实际上越做越感到困难。”