液体的定向输送是自然界中一种非常有趣的现象，如沙漠甲虫的背部，蜘蛛丝，蝴蝶翅膀。受这些现象的启发，Janus膜的不对称润湿性引起了人们的广泛关注，因为它可以在没有外界能量的情况下自发驱动液体定向输运，也被称为“液体二极管”现象。木材有规律排列的三维结构(管胞、射线)对液体的输送有积极影响。然而，木材本身是亲水的，自身无法产生表面能梯度。因此，制备Janus木膜的关键点是在厚度方向上制备一定的从疏水到亲水的润湿性梯度。

图1 图解摘要

  综上所述，采用单向真空浸渍方法成功地实现了疏水溶剂对木材孔隙的梯度润湿。从而实现了JW膜在厚度方向上的梯度润湿性。梯度润湿的引入削弱了渗透到Janus木膜中的液体的毛细力，从而减少了液体在膜表面的粘附和滞留，提高了流速和输送效率。JW膜具有很高的稳定性和耐用性，即使在腐蚀性溶液中严重磨损后也能保持选择性润湿。JW膜在液体定向输送、雾收集和按需油水分离方面表现优异，雾收集效率高(> 99.7%)，油水分离效率高(> 99.6%)。此外，JW膜可重复使用，在多次油水分离循环后仍保持较高的分离效率和通量。本研究提出的改变木材孔隙梯度特性的思路具有广泛的应用前景，在分离、过滤、净化和运输等领域具有潜在的重要应用前景。

  该研究以题为“Development of gradient-wetting Janus wood membrane with high-efficiency fog collection and oil-water separation”的论文发表在《Chemical Engineering Journal》上。文章通讯作者是南京林业大学吕建雄教授，第一作者是南京林业大学的陈凯文博士。该研究得到了国家自然科学基金项目的支持。

  全文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144356

  下载：Development of gradient-wetting Janus wood membrane with high-efficiency fog collection and oil-water separation