渗透能又称蓝色能源，是一种利用海水与淡水自然混合过程产生可再生电力的技术。当两种水体相遇时，海水中的离子通过离子选择性膜向低盐度区域移动，由此产生的电压可被收集并转化为电能。尽管潜力可观，但旨在让离子快速通过的膜往往难以维持电荷分离能力，结构耐久性方面也存在挑战，多数渗透能系统因此仍停留在实验室阶段。

瑞士洛桑联邦理工学院工程学院纳米尺度生物学实验室的科学家与跨学科电子显微镜中心研究人员合作，展示了一项应对上述问题的技术方案。该团队由亚历山德拉·拉德诺维奇领导，相关成果发表在《自然·能源》杂志。研究人员通过在纳米孔表面涂覆被称为脂质体的微小脂质泡，改善了离子在膜通道中的运动状态。在常规条件下，这些纳米孔允许离子以较高精度但较低速度通过。涂覆脂质层后，特定离子可更顺畅地通过孔道，摩擦力的降低提升了离子传输效率与系统整体性能。

研究中使用的润滑涂层基于脂质双层，这类结构常见于活细胞膜中。当两层脂肪分子排列成疏水尾部向内、亲水头部向外时，这些双层结构会自然组装。将其应用于嵌入氮化硅膜的纳米孔时，朝外的亲水基团会吸引一层极薄的水分子层。这层厚度仅相当于数个分子的水层紧密附着在孔道表面，减少了离子与孔壁的直接相互作用，从而降低摩擦力。

为验证设计效果，研究人员制备了包含1000个呈六边形排列的脂质涂层纳米孔的膜样品。在模拟海水与河水交汇处天然盐浓度的条件下测试后，该系统实现的功率密度约为15瓦/平方米，这一数值是现有聚合物膜技术所能达到的2至3倍。

此前计算机模拟曾提示，提升纳米流体通道中的离子流速与选择性可增强渗透能产出，但同时实现这两项改进的实验案例较少。拉德诺维奇表示：“我们的研究融合了两种主要渗透能收集方法的优势：一是聚合物膜，它启发了我们构建高孔隙率结构；二是纳米流体器件，我们利用它来定义高电荷纳米孔。通过将可扩展的膜结构与精确设计的纳米流体通道相结合，我们实现了高效的渗透能转换。”LBEN研究员陈子恒指出，该研究通过对纳米孔几何形状和表面性质的精确控制改变了离子传输方式，使蓝色能源研究从性能测试阶段进入设计阶段。

第一作者滕云飞补充称，这项“水合润滑”策略的应用范畴可能超出渗透能系统。他解释，由水合润滑驱动的增强传输行为具有普遍性，同样的原理可以扩展到蓝色能源设备之外的其他领域。该项目获得了洛桑联邦理工学院跨学科电子显微镜中心、纳米加工平台、材料表征平台及高性能计算设施的支持。

期刊参考文献：作者：云飞腾、陈子恒、蔡念铎、Pratik Saud、李培岳、Akhil Sai Naidu、Victor Boureau、Aleksandra Radenovic.标题：脂质双层包覆纳米流体中电荷和滑移长度的优化及其在增强渗透能量收集方面的应用.发表于：自然能源, 2026。作者：云飞腾、陈子恒、蔡念铎、Pratik Saud、李培岳、Akhil Sai Naidu、Victor Boureau、Aleksandra Radenovic.标题：脂质双层包覆纳米流体中电荷和滑移长度的优化及其在增强渗透能量收集方面的应用.发表于：自然能源, 2026。