中国的研究人员开发出了一种过滤器，将盐从水中去除的速度是传统过滤器的三倍。该膜具有独特的管状纳米结构，受启发于电码译员Alan Turing的数学生物学工作。研究人员说，这个过滤器是迄今为止最精细的数学家的“图灵结构”的例子，也是他们的第一个实际应用。这些3D结构非常特别，过滤器的直径只有几十纳米的管状丝束不可能通过其他方法生产，如3D打印。该成果于5月在《Science》上发表。
英国数学家Alan Turing以其在二战期间为英国政府所做的密码破译而闻名，他是计算机科学和人工智能之父。1952年，在他去世前两年，他还在当时新兴的数学生物学领域产生了一项开创性的工作。其中，他提出了一个数学模型，该模型是胚胎细胞开始形成四肢、骨骼和器官的过程。在这个过程中，两种物质不断地相互反应，但是以不同的速率通过它们的容器扩散。快速扩散的反应物被称为抑制剂，它会对较慢的一种叫做激活剂的物质进行反击，将产生的产物有效地集结变成斑点或条纹的图案。（这个术语是由生物学家Hans Meinhardt和Alfred Gierer创造的，他们在1972年独立制定了等效理论。）
（Alan Turing，在Stephen Kettle的石板雕塑中，被称为计算机科学家和密码破解者，但他也涉足数学生物学。）
这样一个过程是否真的发生在细胞水平上一直在激烈的争论中。但是这种反应扩散行为已经被用来解释自然界和社会中的模式，包括斑马条纹，沙波纹和金融市场的运动。然而到目前为止，在实验室中合成这种结构的尝试主要限于2D模式。
中国浙江大学化学工程与生物工程学院张林教授领导的一个研究小组着手用聚酰胺（一种类似于尼龙的材料）制成3D 图灵结构，该材料由化学品哌嗪和均苯三甲酰氯反应而成。在常规方法中，均苯三甲酰氯的扩散速度比哌嗪快，但差异不足以产生图灵结构。张林教授团队的诀窍是将聚乙烯醇添加到哌嗪中，进一步降低其扩散速率并使其作为均苯三甲酰氯抑制剂的活化剂。其结果是一个粗糙的多孔网状结构，其纳米结构类似于电子显微镜下可见的图灵图案。该团队能够生成显示为点状和管状的变体——图灵模型预测的两种自组织结构。
（在扫描电子显微镜下观察到的点状和管状结构的图灵型膜。）
张林教授说，研究人员兴高采烈地生产图灵结构。但是当他们发现他们的膜能够作为有效的水过滤器，甚至在某些方面超过传统的尼龙类过滤器时，他们更加惊讶。与传统的过滤器相比，过滤器的管状结构使其具有更大的表面积，从而增加了通过膜的水流量。这是对传统膜结构的改进，类似于一系列的山脊和山谷。
在研究小组进行的测试中，一次通过管状图灵过滤器将盐溶液的盐含量减少了一半。它还过滤掉了其他盐类：含量超过90%氯化镁和超过99%硫酸镁或泻盐。1平方米的滤水器每小时可以处理125升的水，而且是在相对较低的压力下，压力大约是大气压的5倍。这比典型的商业过滤器快了三倍。图灵过滤器可用于净化咸水和工业废水。
张林教授团队的重大发明为水过滤器研究的推动奠定了基础。但是，仍有一些困难需要克服。有科学家认为，虽然这种膜能有效去除一些杂质，但消除食盐的效果相对较低，可能会使海水淡化不切实际。研究团队同样指出，可以用于海水淡化厂的海水预处理，通过常规方法如反渗透去除食盐。也有科学家认为，如果这项技术可以推广，这种管状结构也可以用于再生医学。例如，生产人造静脉或骨骼。因为一旦你知道如何制造肾小管，也许你可以把这些东西安排到更高级的结构中，甚至可能是器官。这将对人类医学的发展产生更加深远的影响。
