近日，环境学院青年教师张哲副教授在图灵（Turing）结构分离膜方面取得了重要进展，相关成果以“Turing-structured covalent organic framework membranes for fast and precise peptideseparations”为题发表在期刊AngewandteChemieInternationalEdition《德国应用化学》。我校硕士研究生高冰洁为第一作者，张哲副教授为共同通讯作者。

1952年，“计算机科学之父”艾伦·图灵提出了一种反应-扩散模型，即一对活化剂和抑制剂在一定条件下发生相互反应、扩散，产生远离热力学平衡的图灵结构。对于分离膜，图灵结构的关键特征为膜内部的纳米空腔，可大幅提升渗透性。传统图灵结构膜的交联度高，且缺乏规整孔道，难以实现分子的快速、精准分离。共价有机框架（COF）具有规整、适宜的孔道，但成膜单体反应速率较低，且难以达到图灵结构形成的阈值。为此，本研究提出构筑基于金属-多酚化学的功能涂层，通过强化吸收和缓释作用，有效触发了图灵结构形成所需的热力学失稳状态，获得了外部为“迷宫状”的条纹、内部为空腔的图灵结构。该COF膜展现出高效的水渗透性特性，比非图灵结构膜高出13倍，并可实现不同分子量的高附加值多肽药物的精准分离，选择性高达638。

这项工作是继稀有金属离子分离膜（Nat.Commun. 2024, 15,9221）之后，在COF膜方面取得的另一项重要进展，进一步丰富了图灵结构分离膜的科学内涵，有望推动膜分离技术赋能生物医药产业高质量发展。

该工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202503090

作者：环境科学与工程学院；审核：张雪英