廈大教授從科幻電影中找到靈感 將液體變成「門」

2020-10-31 廈門日報社

世界上最大、最具權威性的化學組織——國際純粹和應用化學聯合會（IUPAC）近日公布2020年度化學領域十大新興技術。今年的評選結果中有兩項是由我國科學家們引領的新興方向：華南理工大學/香港科技大學唐本忠教授等人提出的「聚集誘導發光」，和廈門大學化學化工學院侯旭教授等人提出的「液體門控技術」，它的靈感來自科幻電影。

「液體門控」的靈感最初來自《星際之門》，電影中扭曲時空的流動液態的星際之門，促使侯旭思考液體能否成為一種「門」。（侯旭團隊 供圖）

　　IUPAC1919年成立於巴黎，去年起，它發起化學領域十大新興技術評選，希望能在全世界範圍內遴選出具有巨大潛力的創新技術，以此來改變當前的全球化學與工業界格局，推動實現聯合國可持續發展目標（SDG）。遴選出的新興技術被期待能更好提升人類生活和社會質量，幫助我們更合理、更高效地利用和轉換資源，為新材料、電池、傳感器和醫學等諸多應用領域提供可持續發展的解決方案。

　　「液體門控」是2015年由侯旭教授等人首次提出的新概念。有趣的是，科幻電影是他的靈感之源。37歲的侯旭說，「門」的概念在人們腦海中一直是以固體的形態存在著。但是，美國的科幻電影《星際之門》中，外星科技利用流動態星際之門，扭曲了時間和空間的蟲洞，實現物質在瞬間光年傳送。雖然是科幻影視作品，但這個概念卻讓侯旭對「門」的形態有了更為廣義的理解。

　　在一次偶然的分離實驗中，侯旭偶然發現氣體會在超過某一個臨界壓強值時從液體中穿過，而低於這個壓強時無法穿過。這一現象讓侯旭有了靈感:是否液體也可以成為「門」？近幾年，侯旭團隊將該原創概念發展成形，讓這個想法成功地走進了現實。

　　專家們認為，這項新興技術將在大規模過濾和分離過程中起到非常重要的作用，例如汙水處理，並且，液體門控技術不需要消耗電能，可以節約傳統技術所需要的巨大能量消耗。

　　據介紹，侯旭教授課題組引領的液體門控技術的研究在許多其他的領域也得到了廣泛的應用，比如化學傳感檢查，生物3D列印和微流控晶片等。評論認為，儘管液體門控技術是一項新興技術，但已經被認為是有望迅速擴大規模，並被國際化工的龍頭企業所採用的變革性技術。

　　【名詞】液體門控技術

　　2015年，受生物胃黏膜、肺泡等啟發，侯旭等人首次提出了仿生「液體門控」這個新概念。液體門控，區別於傳統觀念中固態的門，把液體作為動態「門」，即功能液體穩定在彈性體多孔膜中，來實現對物質的可控輸運與分離。

　　通過液體的動態重構與可逆恢復，液體門控體系可以實現孔道的開關功能以及可調的壓強控制性能；通過對膜孔道的修飾和門控液體的選擇，可實現門控體系對所傳輸物質的物理或者化學響應。結合以上兩種特性，液體門控技術可以對所通過的物質包括氣體，液體以及多相混合液體進行動態分離。（整理自網絡資料）

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