Avoir le gâteau et le manger aussi : Une membrane hybride nanofluidique avec à la fois une haute stabilité et une conductivité ionique

Résumé Les membranes nanofluidiques bidimensionnelles sont des candidats prometteurs pour diverses applications, telles que la conversion d'énergie et la détection ionique. Cependant, atteindre simultanément une haute stabilité et un transport ionique élevé dans une membrane nanofluidique reste un grand défi. Dans ce travail, une membrane hybride nanofluidique robuste et durable en nanofibres d'aramide/nanofibres d'aramide carboxylées (ANF/cANF) est conçue avec une conductivité et une sélectivité ioniques élevées grâce à des stratégies d'ingénierie d'enrobage de surface et d'hybridation. En raison de la structure moléculaire ordonnée et asymétrique inhérente, les fortes interactions interchaînes de l'ANF et les fortes interactions interfaciales entre l'ANF et le cANF permettent à la membrane d'exhiber une stabilité structurelle robuste dans un état humide. Pendant ce temps, la charge de surface améliorée permise par la fonctionnalisation de surface des groupes carboxyles sur l'ANF conduit à un excellent transport ionique. En conséquence, la conductivité de la membrane est respectivement 5 et 36 fois plus élevée que celle de la membrane ANF et de la solution en vrac. Il est important de noter que la conductivité ionique et la résistance mécanique de la membrane restent inchangées même après immersion dans l'eau pendant 90 jours, démontrant un potentiel favorable d'application sous-marine. De plus, la membrane est recyclable et possède une meilleure capacité de traitement, permettant un traitement à grande échelle. Ce travail fournit une nouvelle stratégie pour concevoir des membranes nanofluidiques durables et à fort transport ionique pour la détection ionique et la conversion d'énergie.