日本東京農工大學與英國的雪菲爾大學(The University of Sheffield)於日前發表，共同開發了一項高速傳導氫離子(質子)的高分子膜，具有螺旋二十四面體(Gyroid)的3次元構造，使其含有水份之後，即形成負責傳導質子、厚度1nm以下的水分子層「Aqua Sheet」。傳導度與既有質子傳導性高分子膜相當，將可望做為新高分子膜電解質應用於燃料電池等各種用途領域。
螺旋二十四面體(Gyroid)構造是具規則性的3次元構造，由於是貫通多孔質，因此具有大表面積。研究團隊透過自我組織化，合成出Gyroid構造的兩親媒性(Amphipathic)分子，並藉由光照射將分子聚合，在維持Gyroid構造的同時予以高分子膜化。膜表面配列了親水性的磺酸基(Sulfonic Acid Group)，使其含有水份之後，水分子在表面凝集、排列，形成1nm以下的水分子層。1滴水約可形成100平方公尺的Aqua Sheet。
水分子連續配置的Aqua Sheet讓質子易於傳導，傳導度則是1公分約1 Siemens，與既有的質子傳導性高分子膜同等程度。今後研究團隊也將實際進行新高分子膜應用於燃料電池的性能評估，由於具有精緻的奈米構造，將可望大幅改善電極上觸媒接面的質子傳輸與接收。