化学所在腔体结构与材料领域取得系列进展

1、.化学所在腔体构造与材料领域获得系列进展材料科技与生物、物理、化学、信息、能源和环境等多学科多领域的穿插交融，拓展了材料的先进性和功能性。自然界中的许多物质如细胞、植物纤维、病毒等，由于具有中空腔体构造、跨膜蛋白及敏感孔通道、构造化外表和可识别功能等多尺度多层次纳米构造和组成，因此具有独特的性能。类似构造的人造体系已经成为材料科学中的重要研究方向，在医疗诊断、靶向治疗、可控释放、热/声绝缘、智能流体、催化别离、高效传感、功能填料等领域具有诱人的应用前景。化学所杨振忠研究员和美国Tulane大学化工系卢云峰教授，在国家自然科学基金委海外出色青年基金、国家出色青年基金、中国科学院方向性创新工程的支

2、持下，自2019年开场着眼于腔体构造与材料领域开展合作研究，在有序纳米孔材料和中空微球复合体系方面获得了一系列研究进展。在有序纳米孔复合体系方面，提出以多孔阳极氧化铝膜为模板，结合无机物的溶胶/凝胶和嵌段共聚物的自组装过程，制备了一维纳米孔构造的二氧化硅纤维和管及其阵列体系，实现了产物形貌和纳米孔构造的可控调节。在空腔内引入半导体二氧化钛，为功能化复合纳米线的制备和纳米孔材料在别离等方面的应用开拓了新思路和方法图1Angew.Chem.Int.Ed.2019,42,4201。进一步研究了在氧化铝膜受限空间内纳米构造的演化过程和形态，研究结果在Chemmun.2019,166发表并作为first

3、insidecoverpage，论文发表一个月内被高频率网络点击同时被列为topten文章。与此同时，他们围绕着纳米孔材料复合功能化开展了合作研究。以有序纳米孔二氧化硅为模板，结合电沉积或化学沉积，制备了金属Pd、Pt等和半导体如CdSe等等功能材料的三维纳米线网络构造，为纳米尺度的功能器件开发奠定了根底，有望在光电和热电装置、传感和高密度信息存储器等领域得到应用图2Angew.Chem.Int.Ed.2019,43,6169。以含有可聚合的双炔基团的无机功能单体制备有序纳米孔复合材料，实现了材料的可逆温度响应变色J.Am.Chem.Soc.2019,127,12782。在中空微球复合体系方面

4、，提出以核/壳凝胶微粒为模板，利用凝胶的可浸透性和容易与功能物质复合等特点，制备新型核/壳复合功能二氧化钛微粒和相应的中空微球。与传统的layer-by-layerLBL沉积技术相比，解决了空腔尺寸不可控的关键问题。发如今溶胶/凝胶过程中，电场可以诱导球壳形成多孔构造Angew.Chem.Int.Ed.2019,42,1943，为其进一步应用奠定了根底。利用该方法可制备具有响应特性的多孔中空凝胶、二氧化硅、导电聚苯胺及其复合的中空微球Adv.Funct.Mater.2019,13,949。为了抑制中空微球壳层易破的缺点，进一步提出利用多孔中空微球作模板，通过控制反响产物不同沉积地点，而得到多种形态的中空球图3Adv.Funct.Mater.2019,15,1523。对多孔中空微球模板的外层和内层进展凝胶化处理，进一步与功能物质复合，溶剂溶解或高温烧结除去模板后制得双层构造的中空微球图4Angew.Chem.Int.Ed.2019,44,6727。