尖端可控局部击穿（TCLB）是一种在膜上“钻”出微小孔洞的技术，可提高渗透能源的利用效率。
渗透能源又称蓝色能源，利用了不同盐度溶液混合时释放的能量。
这种条件在全球各地都普遍存在，提高该技术的效率可能带来丰富的可再生能源来源。
研究人员报告称，一项新技术有望制造出坚固、高性能的膜材料，以利用海水作为丰富的可再生能源来源。
蓝色能源又称渗透能源，利用了两种不同盐度溶液混合时自然释放的能量，这种条件存在于全球无数淡水与海水交汇的地方。
捕获蓝色能源的关键在于选择性渗透膜，这种膜只允许“盐水”溶液中的一种成分通过，即水分子或溶解的盐离子，而不允许另一种通过。盐水溶液通过——水分子或溶解的盐离子，但不允许另一种通过。
迄今为止，挪威Statkraft发电站等大规模蓝色能源项目一直受到现有膜技术效率低下的制约。在实验室中，研究人员已利用奇特的纳米材料开发出膜材料，这些膜材料在发电量与自身尺寸的比值方面展现出巨大潜力。但要将这些极薄的材料制成足够大、足够坚固、能够满足实际应用需求的组件，仍然是一项挑战。
在近期发表于《Nano Letters》的研究结果中，研究人员展示了一种技术，或将为克服这一挑战开辟道路。
“在我们的项目中，我们旨在解决固有的机械脆弱性问题，同时利用薄型二维纳米材料的卓越选择性，通过制备一种由氮化硅膜支撑的六方氮化硼（hBN）单层混合膜，”第一作者、麦吉尔大学物理系博士后研究员Khadija Yazda解释道。六方氮化硼（hBN）单层混合膜。
为实现理想的选择性渗透特性，Yazda及其同事采用了一种名为尖端可控局部击穿（TCLB）的技术，在其膜材料上“钻”出多个微小孔洞，即纳米孔。与以往研究聚焦于单纳米孔实验原型不同，该团队得以利用TCLB的速度和精度，制备并研究了具有多种孔径、数量和间距配置的多纳米孔膜。
“我们对纳米孔阵列中孔与孔之间相互作用的实验表明，当孔间距既能满足高孔密度的需求，又能保持每个孔周围有较大面积的带电表面（≥500纳米）时，膜的选择性和整体功率密度最佳，”Yazda表示。
研究人员表示，他们已在面积为40µm²的膜表面上成功制备出20×20的孔阵列，TCLB技术可用于制备更大规模的阵列。
“这项研究的下一步自然是尝试将这一方法不仅扩展到大型发电厂，也应用于纳米或微型发电机，”Yazda表示。
这项研究的资金来源于麦吉尔可持续系统倡议（MSSI）创意基金、加拿大自然科学与工程研究理事会、探索资助计划，以及魁北克自然与技术研究基金。
