Le transfert de masse confiné se concentre principalement sur le comportement dynamique de l'eau, ion, gaz et autres milieux confinés dans des nanocanaux. Les scientifiques ont récemment montré un intérêt croissant pour le transfert de masse confiné en raison de sa large application en énergie, environnement, santé et autres domaines. Cependant, l'effet d'interface est dominant à l'échelle nanométrique, et le liquide confiné a une structure et des caractéristiques de transport différentes de l'échelle macro. Par conséquent, le modèle traditionnel de la mécanique des milieux continus n'est plus applicable, alors qu'il n'existe pas encore de modèle théorique global à l'échelle nanométrique.

Face à cela, le groupe de recherche dirigé par le professeur WANG Fengchao du Département de mécanique moderne, Université des sciences et technologies de Chine (USTC) de l'Académie chinoise des sciences (CAS), a révélé les mécanismes sous-jacents du flux d'évaporation amélioré à travers les nanocanaux et construit un modèle quantitatif du flux de liquide entraîné par l'évaporation à travers les nanocanaux. Ce travail a été publié dans Physique des fluides .

Les travaux susmentionnés aident à expliquer le flux ultra-élevé des films de charpentes organiques covalentes (COF) dans une étude proposant une stratégie pour fabriquer des membranes de distillation membranaire composées de canaux alignés verticalement avec un gradient d'hydrophilie. Ce travail réalisé en collaboration avec l'USTC et l'Institut de technologie de Pékin a été publié dans Matériaux naturels .

L'évaporation accrue près de l'interface solide-liquide et la longueur de diffusion de vapeur réduite dans la couche COF conçue fonctionnent en coordination pour augmenter le flux d'eau de la membrane COF. Outre, il se trouve également un écart de couche d'eau pure entre l'interface eau-vapeur et l'interface sel-vapeur, ce qui empêche le contact direct des ions avec les parois des pores ou l'interface d'évaporation. Comme la surface chargée diminue la concentration de sel adjacente et atténue ainsi la cristallisation du sel, cela conduit au comportement anti-mouillage des membranes COF conçues.

Ces études réalisent des performances supérieures de dessalement et de purification de l'eau basées sur l'amélioration de l'évaporation à travers des nanocanaux par rapport à la technologie traditionnelle, favoriser le développement de membranes à gradient pour le tamisage moléculaire.