近日，吉林大学未来科学国际合作联合实验室仿生智能材料与器件团队与北京理工大学贺志远团队合作，在Nature Synthesis上发表题为 “Ice‑mediated interfacial membrane synthesis of cargo‑independent microcapsules” 的研究工作。该工作提出冰介导界面反应合成策略，利用冰的重结晶和表面准液层调控界面传质与聚合过程，实现了尺寸、膜厚、内部组分和选择性传质能力均可调控的聚酰胺微囊体构筑。

图一：冰介导界面反应实现中空微囊体制备及其级联催化应用

人工微囊体广泛应用于仿生材料、酶催化、药物递送和人工细胞等领域，但传统制备方法往往存在膜结构调控困难、条件复杂及敏感组分易受损等问题。针对这一挑战，研究团队提出冰介导界面反应策略，将含对苯二胺（PPD）的水滴快速冻结为冰球，并置于含均苯三甲酰氯（TMC）的低温有机相中。研究发现，冰不仅作为几何模板，还兼具单体储库和传质调节功能：冰重结晶形成动态晶界通道，表面准液层促进PPD在冰—有机相界面富集，使单体持续输运并发生受限界面聚合，最终形成连续聚酰胺膜。低温拉曼、共聚焦成像及分子动力学模拟进一步揭示了“冰重结晶输运—准液层富集—界面聚合成膜”的协同机制。

基于这一机制，所得微囊直径可在约30–500 μm范围内调节，膜厚可由约7 nm连续调控至260 nm。通过“先冻结货物、再生长外膜”，该策略实现了货物装载与膜形成解耦，可兼容小分子、量子点、蛋白质、金属纳米簇及微米颗粒等多尺度组分，并实现选择性分子传输及多组分比例调控。在应用验证中，研究团队进一步构建光酶耦合微反应器，用于多酶CO₂→甲醇级联反应。该研究将冰由传统被动模板转变为可主动调控传质与反应的材料合成平台，为人工细胞器、功能微反应器及先进生物制造提供了新的构筑思路。

文章第一作者为北京理工大学博士研究生杜宏中，吉林大学吴雨辰教授、清华大学北京长庚医院金烁教授、北京理工大学陈笑非教授与贺志远教授为共同通讯作者。该工作还被Nature Synthesis以“Programming membranes with ice”为题进行了亮点报道（News & views），韩国浦项科技大学Moon Jeong Park‌教授进行评述（https://www.nature.com/articles/s44160-026-01148-8）。同时该工作受到了吉林大学未来科学国际合作联合实验室开放基金的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s44160-026-01164-8