西瓜皮，立功了！我国这一科研团队再出重要成果
西湖大学研究团队在Nature Communications发表突破性成果
近日，西湖大学未来产业研究中心、理学院孙立成团队在Nature Communications上发表了一项突破性研究成果。他们在西瓜皮膜的启发下，提出了一种构建新型离子传输膜（ITMs）的策略，在电化学二氧化碳还原反应（CO2RR）中展现出卓越的性能。
这项研究始于一次偶然的发现。2021年端午节期间，团队成员刘清路和唐堂在加班做实验时，将买来的西瓜放入速冻层，结果忘记了取出。几天后，当他们想起这件事时，发现解冻后的西瓜皮很容易剥落，形成一层天然的膜。这层膜的奇妙结构引发了他们的兴趣，进而发展出一种新型的离子传输膜。
离子传输膜是电化学二氧化碳还原反应、电解水和燃料电池等可再生能源转换与存储系统的关键部件。现有的离子传输膜包括多孔隔膜、质子交换膜、阴离子交换膜和离子溶剂化膜，但它们各自存在能量效率低、隔气性差、依赖昂贵的电催化剂或产物收集成本高等问题。理想的离子传输膜应该具有选择透过性，能够允许电解液中的氢氧根离子（OH-）自由通行，同时阻挡阴极电解液中的二氧化碳液体产物，如甲酸根、乙酸根和乙醇等，以降低分离成本。
西瓜皮膜的特殊结构为解决这一难题提供了灵感。西瓜皮膜由三层组成，最外层的角质层（Cuticle）、上皮层（Epidermis）和皮下组织层（Hypodermis）。这种三层结构赋予了西瓜皮膜优异的离子选择性，使其在电化学二氧化碳还原反应中表现出色。
孙立成团队的这项研究不仅为离子传输膜的设计提供了新的思路，还展示了大自然的奇妙设计可以如何应用于科学研究和技术开发。未来，他们计划进一步探索这种天然膜的潜力，并将其应用于更多的电化学反应中，以提高能源转换效率和降低成本。
这项研究的成功再次证明了科学发现的偶然性和创新性。通过观察和模仿自然界中的现象，科学家们可以开发出具有突破性性能的新材料和技术，为人类社会的可持续发展做出贡献。
