中国的研究人员已经开发出一种过滤器，该过滤器可以从水中去除盐分的速度是传统过滤器的三倍。该膜具有独特的管状股纳米结构，其灵感来自密码破解者艾伦·图灵（Alan Turing）的数学生物学工作。
研究人员说，滤波器是数学家“灌注结构”的最精细构造的例子，也是其首次实际应用。“这种3D结构非常非凡，”德国图宾根（Friedrich Miescher）实验室的系统生物学家帕特里克·穆勒（Patrick Mbrller）说。他说，直径只有几十纳米的过滤器管束不可能通过其他方法（例如3D打印）来生产。该作品于5月3日在《科学》杂志上发表。
英国数学家艾伦·图灵（Alan Turing）最著名的是他在第二次世界大战期间为英国政府设计的密码破译程序，以及计算机科学和人工智能之父。但他在去世前两年，于1952年在当时刚刚成立的数学生物学领域进行了开创性的研究。
在其中，他提出了一个数学模型，用于一个过程，通过该过程胚胎的细胞可能开始形成肢体，骨骼和器官的结构。在此过程中，两种物质不断相互反应，但以非常不同的速率扩散通过它们的容器。扩散较快的反应物（称为抑制剂）会冲向较慢的反应物（称为活化剂），从而有效地使所得产物聚集成斑点或条纹状。（该术语是由生物学家汉斯·梅因哈特（Hans Meinhardt）和阿尔弗雷德·吉尔（Alfred Gierer）共同创造的，他们在1972年独立提出了等效的理论。
斑点图案
姆勒勒说，这种过程是否真的发生在细胞水平上已经引起了激烈的争论。但是，这种反应扩散行为已被用来解释自然和社会中的模式，包括斑马条纹，沙纹和金融市场的动向。
但是，到目前为止，在实验室中合成此类结构的尝试大多仅限于2D模式。
由中国浙江大学的材料科学家Lin Zhang带领的一个团队着手用聚酰胺（一种类似于尼龙的材料）通过化学哌嗪与三苯甲酰氯之间的反应形成的3D Turing结构。在常规方法中，均苯三甲酰氯的扩散速度快于哌嗪，但差异并不大，无法产生图灵结构。Zhang的诀窍是在哌嗪中添加聚乙烯醇，进一步降低其扩散速率，并使其充当均苯三甲酰氯抑制剂的活化剂。
结果是形成了粗糙的多孔网，其纳米结构类似于在电子显微镜下可以看到的图灵图案。该团队能够产生既显示点又显示管的变体，即图灵模型预测的两种自组织结构。
张说，研究人员兴高采烈地生产图灵结构。但是，当他们发现其膜在某些方面优于传统的尼龙状过滤器时，更感到惊讶。
首尔汉阳大学的膜科学家Ho Bum Park说，与传统的过滤器相比，该过滤器的管状结构使其表面积更大，从而增加了通过膜的水流量。他说，这是对传统膜结构的改进，类似于一系列的峰谷。“这是一种非常聪明的方法。” / p>
在Zhang小组进行的测试中，一次通过管状Turing过滤器将微盐溶液的餐桌盐含量降低了一半。它还滤出了其他盐类：氯化镁含量超过90％；硫酸镁或泻盐的含量超过99％。作者说，一平方米的过滤器每小时可处理多达125升水，同时以大约5倍大气压的相对较低压力进行抽水。张说，这是典型的商用过滤器的三倍之多。张说，图灵过滤器可用于净化微咸水和工业废水。
其他障碍
尽管这种膜可以有效地去除一些杂质，但Park说，去除食盐的效率相对较低，因此无法用于海水淡化。张说，可以通过反渗透等传统方法去除食盐，从而对海水淡化厂中的海水进行预处理。
穆勒勒说，如果可以推广这项技术，那么这种管状结构也可以在再生医学中得到应用，例如产生人造静脉或骨骼。他说：“一旦您知道如何制作小管，也许您就可以将这些东西排列成更高阶的结构，甚至是器官。”“那将是理想的应用程序。”？/ p>
但是穆勒勒还指出，由于在预测是否会形成这种结构方面存在不确定性，因此可能难以在其他材料中复制它们。
张说，即使事实证明是这样，这种膜还是对图灵1952年论文的影响的致敬。“这是他遗产的一部分。” / p>
