传统高分子分离膜由于成膜材料种类少、制备方法单一及制备过程的不可控性,较难对分离膜结构进行精细调控,使膜性能难以进一步提升。我们围绕高分子分离膜"膜结构精细调控"这一关键科学问题,从膜的多级物理结构和有效传输路径两个关键因素出发,构建了系列新型结构、高性能高分子及高分子基复合分离膜,显著提高了膜性能,在保障高精度的同时实现了高通量分离。我们通过在膜表面构筑多级物理结构(即微纳尺度的粗糙结构)来提升和稳定膜性能。多级物理结构一方面提高膜的孔隙率;另一方面增加溶剂与膜的有效接触面积,提升液体在膜表面和内部的浸润能力。在不改变传统高分子膜制备工艺的前提下,通过在相转化成膜过程中引入非溶剂添加剂、改变高分子链的伸展状态,诱导高分子链缠结、团聚,形成聚集体,实现高分子膜多级物理结构的构筑,并利用表面化学性质的协同调控作用,有效提高了膜通量和抗污染性能,实现了高精度、超高通量乳液分离。