西瓜皮“穿墻術”

夏日炎炎，一家人圍坐在一起，大口品嘗汁水豐富、回味甘甜的西瓜，酷熱難耐的不適感便會煙消云散，只余下清涼。大快朵頤后，你是否習慣拍拍肚皮，就隨手把吃剩的西瓜皮扔進垃圾桶呢？

西瓜的瓤、皮、籽均可入藥。去除紅色瓜瓤后的西瓜皮，具有利尿、促進新陳代謝、清熱解暑等作用。不僅如此，在一次嘗試中，研究人員還發現了西瓜皮膜的獨特價值。

在特定電解液和通電條件下，二氧化碳可被轉化為人類所需有機化合物，這一過程被稱為電化學二氧化碳還原反應。在此過程中，離子傳輸膜發揮著至關重要的作用。

當冷凍的西瓜解凍時，研究人員發現，西瓜皮表面一層75毫米厚的薄膜隨之脫落。西瓜皮膜能否作為離子傳輸膜使用？帶著這一好奇，研究人員將西瓜皮膜剝離，放入電化學二氧化碳還原反應測試裝置。

結果表明，西瓜皮膜不僅能在其中正常工作，且其性能完全不遜色于傳統的離子交換膜。進一步研究發現，西瓜皮膜中的纖維素呈現規則排列，形成直徑2～5納米的三維通道，并且果膠均勻填充其中。

通過進一步模擬計算發現，填充在通道中的果膠起到了關鍵作用。其表面的羥基（-OH）會形成結合水，在限域空間內形成連續的氫鍵網絡，促進氫氧根離子（OH-）的高速傳輸；同時，果膠中的羧酸根（R-COO-）與甲酸根離子（HCOO-）因同帶負電荷而相互排斥，從而阻礙了甲酸根離子的傳輸。

至此，西瓜皮膜具備的“穿墻”技能機理已被研究人員基本探明。它展現出來的超強技能，正為研究人員設計全新的離子傳輸膜提供借鑒。

（責任編輯 / 王佳璇" " 美術編輯 / 胡美巖）