浙江
当前全球能源危机引发持续关注，能源危机与能源供应短缺、能源利用率低、全球变暖等问题息息相关。乳化作为一种非常重要的技术在日用化学品、涂料、农药、医药、生物检测、材料制造和石油化工等众多领域有广泛的应用价值。然而常见的乳化技术往往面临着能耗高、效率低等问题。发展高效、节能的乳化技术有利于降低能耗，提高能源利用率，是当前可持续发展的绿色目标之一。
今日，厦门大学侯旭团队在《美国国家科学院院刊》（PNAS, July 11, 2022 at 3:00 PM U.S. Eastern time）上提出的仿生减阻液体门控界面乳化机制解决了当前乳化技术的不足，为乳化行业提供了全新的设计理念。侯旭团队一直致力于研究液体门控技术，并引领该技术的全球发展。受生物肺泡孔的启发，“液体门控”的概念由侯旭等首次提出，该仿生研究突破了传统固/液界面设计的局限，利用新的动态固/液/液界面，得到了仿生动态液体复合多孔膜智能系统。在2020年，液体门控技术被世界权威化学组织“国际纯粹与应用化学联合会IUPAC”评为该年度全球“化学领域十大新兴技术”。近年来，液体门控技术已在多相分离，生物医用导管，可视化定量检测，气体传感器，绿色大棚等领域得到广泛应用。
图1 IUPAC十大新兴技术“液体门控技术”
该乳化研究工作首次基于仿生液体门控技术提出液-液界面减阻核心机制，通过液体门控技术获得了分子尺度的动态平整的液-液界面来替代固液界面解决能耗问题，有效降低了在乳化过程中液体分散时的阻力。该项研究工作解决了现有乳化技术中能耗高、效率低、污染结垢、活性成分易失活等问题，为乳化行业提供了全新的仿生设计思路。通过实验与理论模拟证明了该方法的高效乳化性能。并且可以通过调控孔径、流速、表面活性剂浓度等参数对乳状液的粒径进行精确控制。此外，该方法为一些温度敏感的生物成分（例如酶、蛋白质和细菌）提供了一个适宜的环境，以避免它们在乳化过程中因暴露在高温下而失活。该减阻液体门控界面乳化系统有望应用于食品、日用化学品、生物医药、材料制备、石油化工等众多领域，并有助于推动全球乳液市场的研究与发展。
图2 仿生减阻液体门控界面乳化机制示意图
该研究工作是由厦大侯旭团队完成，厦大学化学化工学院博士生余诗洁为该论文的第一作者，通讯作者是侯旭教授。该项研究还得到福州大学孙浩团队的支持。该项目得到了国家自然科学基金（52025132、21975209、21621091、22021001），国家重点研发计划（2018YFA0209500），111高等学校学科创新引智计划（B16029, B17027）资助。
作者简介
厦门大学化学化工学院博士生余诗洁为该论文的第一作者，通讯作者是侯旭教授。研究还得到福州大学孙浩课题组的支持。该项目获得了国家自然科学基金（52025132、21975209、21621091、22021001），国家重点研发计划（2018YFA0209500），111高等学校学科创新引智计划（B16029, B17027）资助。
通讯作者简介
侯旭，国家杰出青年基金获得者、国家重点研发计划纳米科技重点专项项目负责人、厦门大学化学化工学院电化学科学与工程研究所所长、厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室青年委员会主任、厦门大学仿生多尺度孔道课题组组长、闽江科学传播学者（首批）、世界顶尖科学家论坛青年委员会委员、中国化学会仿生材料化学委员会委员、国际仿生工程学会青年委员会委员等。
侯旭教授一直从事仿生智能材料的研究，出版了两本国际学术著作，并以第一或通讯作者在高水平学术期刊如Nature, Science, PNAS, Nature Reviews Materials, 国家科学评论, Science Advances, Nature Communications等上发表论文80余篇。侯旭教授曾受邀参加了央视CCTV科教频道《人物-故事》及《百家讲坛》栏目，展示当代青年科学家的原创力、新型研究理念与瞩目研究成果。侯旭教授课题组目前开展的研究工作包括：液体门控技术，仿生纳流离子学，膜科学与技术，仿生科学，界面科学，物理化学，生物医学，微纳加工技术。团队常年招收优秀教师、本科生、研究生和博士后，联系方式：houxugroup@163.com。
来源：世界顶尖科学家论坛
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