聚偏氟乙烯（PVDF）和聚醚砜（PES）等材质的超滤膜，因其优异的机械和化学稳定性，被大量用于工业废水的膜生物反应器（MBR）和深度预处理中。然而，其本征的强疏水性，导致在处理含油、含蛋白或含复杂有机物的工业废水时，膜面极易通过疏水-疏水作用吸附污染物，形成难以水力清洗的凝胶污染层，膜通量衰减迅速。研发一种温和、低成本且能永久驻留的膜表面亲水化改性方法，是膜科学界恒久的追求。受海洋贻贝足丝蛋白能在任何潮湿表面上强力粘附的启发，利用多巴胺在弱碱性的Tris缓冲液中自氧化聚合，在膜表面涂覆一层极薄（几纳米至十几纳米）的聚多巴胺（PDA）涂层，为这一难题提供了近乎完美的解决方案。

  聚多巴胺改性的操作极其简单：只需将PVDF或PES膜浸泡在新鲜配制的多巴胺碱性水溶液中，室温下轻轻振荡数小时，溶液中的溶解氧会将多巴胺单体氧化，通过一系列分子内和分子间重排，在膜表面和膜孔内壁原位生成一层牢固、不可逆粘附的黑色PDA纳米薄膜。这层PDA涂层，通过其丰富的邻苯二酚基团、胺基和亚胺基，与膜基底形成氢键、π-π堆叠和共价连接，附着力极强。更为关键的是，PDA赋予了膜表面极高的亲水性和水下超疏油性。纯水接触角从PVDF的约90°骤降至30°以下。当水接触改性膜时，会在PDA涂层上形成一个极其稳定的水化层，这层物理屏障从热力学上排除了油滴、蛋白等疏水污染物与膜表面的直接接触和粘附，使得污染物只能疏松地停靠在上面，极易被水力冲刷脱离。

  在实际的含油废水或MBR污泥混合液中长期运行测试表明，PDA改性膜的通量衰减速率显著减缓，跨膜压差增长缓慢。即使进行定期的化学清洗，由于PDA涂层具有优异的化学稳定性，可以耐受一定浓度的酸、碱和次氯酸钠浸泡，清洗通量恢复率远高于未改性的原膜，膜丝寿命可因此延长。PDA涂层还作为一个活性中间层，为后续接枝更复杂的抗污染刷状聚合物或负载纳米催化剂提供了二次反应的锚点。这种简单、绿色、普适性极强的表面仿生改性策略，正在从实验室的基础研究，稳步走向工业规模的膜元件亲水化改性生产，为工业废水膜法处理提供更为皮实耐用的核心耗材。

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