膜法分离是支撑海水淡化、废水处理、纯水制备等战略性领域的关键技术。反渗透膜作为膜法分离的核心元件，直接决定最终水处理效果。然而，目前我国高端反渗透膜生产仍受制于国外，实现国产替代刻不容缓！本项目立足反渗透膜的新兴发展趋势,以仿生生物血管壁为设计灵感，基于现有膜材料逆向分析基础上，利用材料更迭和结构设计创新，自主设计新型反渗透膜。已通过磺化聚砜（SPSF）、金属-有机框架（MOF）、氧化石墨烯（GO）等材料自组装，构建兼具高水通量、高脱盐率及高稳定性等功能的多尺度仿生复合结构的反渗透膜。本项目摆脱传统膜结构思维限制，构筑类三明治夹层中空纤维膜结构，开创性地构建了2D-on-3D的“维度混合”渗透筛分结构。成功解决传统聚合物反渗透膜存在的罗伯森上限难题，有效抑制膜溶胀问题。经检测，反渗透膜脱盐率达到99.8%，对比国内产品，水通量提升2倍、使用寿命延长1.5-2倍、抗压性能提升1倍，为制备复合反渗透膜的可控构筑及适用研究提供一种新的方案，真正实现国产化替代。