Janus材料-面向界面工程的新质生产力

杨振忠教授团队长期从事高分子复合材料研究，并实现多领域交叉融合。荣获国家重点研发计划、国家自然科学基金重大项目等支持。在基础研究推动工程应用方面取得重要成果，授权中国发明专利百余项，部分已实施转化。

在“碳达峰、碳中和”双碳战略背景下，为了解决油水分离过程中的关键问题，清华大学化学工程系杨振忠教授团队开发了新一代磁性Janus颗粒。该先进材料突破了精细结构制备瓶颈，可稳定高标准实现月吨级以上生产，成为世界唯一可实际工业应用的Janus材料。该项目所用新一代工业化磁性Janus颗粒具有优异的界面乳化性能，并在配套设备外磁场操控下实现快速定向迁移和高效油水分离，该颗粒可实现再生与循环使用。磁性Janus颗粒油水分离技术具有灵活使用性，既可以作为单独工艺进行操作，也可以并入其他水处理工艺实现集成式联合操作，均可发挥关键油水分离作用。磁性Janus颗粒具有精准分区的非对称结构，可实现不同组分材料的功能复合，其兼具分子表面活性剂的双亲特性，又具有固体颗粒乳化剂稳定界面的功能。磁性Janus颗粒一侧亲水、另一侧亲油，兼具稳定乳化不混溶两相的能力，实现对乳化体系的稳定。磁性Janus颗粒兼具磁响应特性，可以在外磁场操控下实现定向迁移和富集。因此，磁性Janus颗粒在其配套设备的联合使用下，可以实现对含油乳化体系的再乳化，从而获得对复杂乳化体系的界面操控，在专利技术和设备的联动下实现乳化体系的处理，达到油水分离。