这些微小孔洞或将改变全球净水方式

许多工业过程——如药品提纯、纺织印染和食品加工——都依赖物质分离技术，但现有主流方法（如蒸馏、蒸发）耗能极高，占全球工业能源消耗的40%–50%，且碳排放大。虽然膜过滤被视为更清洁的替代方案，但传统高分子膜存在孔径不均、易变形或老化等问题，导致性能下降、寿命缩短。为此，研究团队受自然界水通道蛋白启发，开发出新型晶体膜“POMbranes”：它以多金属氧簇（POM）为基本单元，每个POM单元自带一个精确、永久稳定的1纳米中心孔（比头发丝细数千倍），彻底避免了传统塑料滤膜易变形、失稳的缺陷。为构建实用化薄膜，研究人员在POM上接枝柔性化学链，使其能在水面上自发铺展、紧密排列成大面积无缺陷超薄层；通过调节链长，可精准控制孔间距，迫使所有分子只能经由1纳米孔道穿过，实现超高选择性筛分。实验证明，该膜能区分分子量仅相差100–200道尔顿的物质，精度远超常规聚合物膜；分离性能提升近10倍，同时具备柔韧性、宽pH稳定性（耐酸耐碱）和可放大制造能力。该技术对印度支柱产业尤为关键：纺织业（占GDP超2.3%，年产值超1600亿美元）产生的含染料废水，可用此膜高效脱色并回用清水，减少淡水消耗与化学污泥；制药业则可借此提升药物纯化与溶剂回收的效率与质量，兼顾节能与合规。研究者强调，POMbranes是一种通用型平台技术，结构可调、选择性高、耐苛刻环境，适用于从污水处理到高端化工的广泛分离场景。它将生物学精密调控原理转化为可量产的工程材料，为绿色智能制造提供了新路径。