在我們?nèi)粘Ｉ钪?，膜無(wú)處不在，手機(jī)膜、保鮮膜、美容面膜等種類繁多。然而，在眾多膜材料中，核孔膜以其獨(dú)特的性能和廣泛的應(yīng)用脫穎而出，被譽(yù)為膜界中的傳奇。

什么是核孔膜？

核孔膜，全稱核徑跡蝕刻微孔膜，也被稱為核微孔膜或重離子微孔膜。它的歷史可以追溯到上世紀(jì)60年代，是在固體核徑跡技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。上世紀(jì)60年代，在美國(guó)通用電氣（GE）研究室，F(xiàn)leischer和Price等人利用放射性核素產(chǎn)生的裂變碎片轟擊薄膜和礦物質(zhì)材料，成功制備出特殊的微孔，開啟了核孔膜的研究與應(yīng)用之旅。

早期的核孔膜制備主要依賴核反應(yīng)堆中的鈾等重核裂變碎片轟擊膜材，但這種方法效率和產(chǎn)能較低，且質(zhì)量不夠完美。隨著加速器技術(shù)的興起，科學(xué)家們找到了更為安全高效的制備方法——利用重離子加速器輻照形成離子徑跡。加速器將重離子加速到極高能量，轟擊一定厚度的薄膜，形成“潛徑跡”，再經(jīng)過(guò)化學(xué)蝕刻，潛徑跡處形成孔道，制成核孔膜。

核孔膜的材料選擇范圍廣泛，塑料、玻璃、云母等均可作為原材料，還可選擇耐高溫和酸堿的材料，常見的有聚酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯（PP）、聚酰亞胺（PI）和云母等。

此外，研究者們還可根據(jù)不同需求，通過(guò)對(duì)離子徑跡進(jìn)行后處理調(diào)控，形成漏斗形、酒杯形、鉛筆形等特殊孔道形狀。與普通膜相比，核孔膜表面平整光滑，對(duì)水、病毒、細(xì)胞、生物大分子無(wú)吸附，不會(huì)吸收溶解于濾液中的物質(zhì)，且本身無(wú)粒子、纖維等脫落，不會(huì)二次污染濾液。它還具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性，機(jī)械強(qiáng)度高，韌性好，可折疊，可反復(fù)熱壓處理。

而核孔膜之所以神奇，關(guān)鍵在于其獨(dú)特的性能。它區(qū)別于普通膜的一大特點(diǎn)是孔徑均一、孔形規(guī)則，每個(gè)孔的尺寸與形狀幾乎完全相同。核孔膜是一種具備篩分機(jī)理的濾膜，其微孔由種類和能量相同的離子輻照及后期蝕刻形成，在微觀尺度下能輕松實(shí)現(xiàn)孔徑一致，且孔徑和孔密度可精確調(diào)控，可在亞納米到幾十微米范圍內(nèi)選擇，孔密度可從每平方厘米1個(gè)小孔到上億個(gè)小孔。這種精密加工工藝，工業(yè)激光、機(jī)械方法或化學(xué)工藝都難以企及。

核孔膜在精密篩分領(lǐng)域的應(yīng)用：

①在醫(yī)學(xué)制藥領(lǐng)域，傳統(tǒng)的輸液器過(guò)濾膜易脫落異物、吸附藥劑成分，而核孔膜可顯著提升微粒截留率，有效預(yù)防因微粒引起的多種不良反應(yīng)，保證患者輸液安全，因此美國(guó)、日本、韓國(guó)以及歐盟等國(guó)的國(guó)家藥典規(guī)定大輸液器上的過(guò)濾膜為核孔膜。

②在TCT細(xì)胞檢測(cè)中，核孔膜的高精密過(guò)濾能采集病變信息。

③在日常生活中，核孔膜還應(yīng)用于酒類、飲用水、茶飲料等的澄清和除菌過(guò)濾，能有效去除酵母、細(xì)菌、殘?jiān)?，改善澄清度，達(dá)到冷消毒效果，延長(zhǎng)貯存期，并降低生產(chǎn)能耗。

④在空氣凈化方面，核孔膜被用于防霾紗窗、防霾口罩。

⑤核孔膜在鋰離子電池隔膜領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，研究者們利用其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，研制新型鋰離子電池隔膜，以提升電池性能和安全性。

此外，核孔膜還具有核徑跡防偽功能，其防偽圖案由微米級(jí)微孔組成，可通過(guò)滴水消失、筆涂上色等方法識(shí)別，具有技術(shù)獨(dú)占性。

清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院高級(jí)工程師王玉蘭指出，核孔膜作為一種具有獨(dú)特性能的材料，在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。其精密的孔結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的化學(xué)、物理穩(wěn)定性，使其在過(guò)濾、分離等傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域保持優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，不斷拓展到新能源、生物醫(yī)學(xué)等新興領(lǐng)域。“核孔膜的研究與應(yīng)用前景廣闊，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，為我們的生活帶來(lái)更多便利和驚喜。”王玉蘭說(shuō)道。

核孔膜，這位膜界傳奇，以其獨(dú)特的性能和廣泛的應(yīng)用，正不斷書寫著新的輝煌篇章，為人類社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步貢獻(xiàn)著不可或缺的力量。