彭冬冬，贺明睿，杨 昊，张 蓓，高博鑫，范 琳，丁 鹤，南延虎，潘福生，苏延磊，吴 洪，姜忠义

（1.天津大学化工学院，天津300072；2.天津化学化工协同创新中心，天津300072）

仿生与生物启发膜的研究进展

彭冬冬1，2，贺明睿1，2，杨 昊1，2，张 蓓1，2，高博鑫1，2，范 琳1，2，丁 鹤1，2，南延虎1，2，潘福生1，2，苏延磊1，2，吴 洪1，2，姜忠义1，2

（1.天津大学化工学院，天津300072；2.天津化学化工协同创新中心，天津300072）

仿生与生物启发的思想和策略在众多基础与工程科学领域取得了重要进展。研究者们通过借鉴和模仿自然界中生物材料多样的组成、精巧的结构、温和的形成过程以及强大的功能，设计制备了多种高性能膜材料，并将其应用于水处理、气体分离、有机小分子液体混合物分离等领域，显示出良好的应用前景。仿生和生物启发膜主要是以细胞膜、荷叶和贻贝等为仿生原型，以生物矿化、生物黏合和自组装等为工具，以绿色、高效、节能为目标，在资源、能源高效利用和可持续发展等方面会发挥越来越大的作用，并逐步发展成为膜和膜过程领域的重要分支。本文将对仿生和生物启发膜的研究进展进行简要总结，重点介绍抗污染膜、杂化膜和复合膜的制备与应用。

仿生与生物启发膜；膜和膜过程；表面偏析；仿生矿化；仿生黏合

1 前言

人体中约有1014个细胞，每个细胞的膜面积约为63 000 μm2，这样细胞膜的总面积高达107m2[1]。细胞膜由两性的脂质（磷脂、糖脂、胆固醇和胆固醇脂）、膜蛋白（整合蛋白、脂锚定蛋白和周边蛋白）和糖类（多糖和低聚糖）组成。细胞膜具有精巧、复杂的多级结构，在质量传递、能量转换和信号传导中均显示出很高的选择性、传递速率和良好的可控性。……