顆粒在線訊：有序介孔材料具有獨(dú)特的介孔、大孔徑、高比表面積和介孔通道等特點(diǎn)，在需要高效的表面可及性和擴(kuò)散的廣泛應(yīng)用中具有優(yōu)勢(shì)。例如，大而有序的中孔骨架有利于內(nèi)部的傳質(zhì)。較高的比表面積可以增強(qiáng)對(duì)目標(biāo)分子和離子的吸附和負(fù)載。然而，盡管已經(jīng)報(bào)道了功能介孔材料的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，該領(lǐng)域仍有兩個(gè)關(guān)鍵的問題尚未解決：i）原子、納米和微米尺度的精確控制；ii）未完成的元素和組成。近日，復(fù)旦大學(xué)趙東元院士指出了當(dāng)前介孔材料科學(xué)面臨的兩個(gè)重要挑戰(zhàn)，并介紹了各自的突破和克服的典型研究。

本文要點(diǎn)：

1）發(fā)展某些組裝策略，研究人員現(xiàn)在能夠獲得多功能的Si、C和Ti基有序介觀結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)。然而，為了進(jìn)一步推動(dòng)這一領(lǐng)域的發(fā)展，需要應(yīng)對(duì)幾項(xiàng)挑戰(zhàn)。目前，仍然缺少實(shí)現(xiàn)從原子到納米和微觀層面的精確控制的系統(tǒng)方法論和理論。大多數(shù)方法不能實(shí)現(xiàn)通用性調(diào)控，手性、尺寸、親水性和活性中心分布等相關(guān)物理化學(xué)特性的調(diào)控也有待探索，規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)還很有限。此外，要洞察溶液處理的組裝行為和確定納米或原子級(jí)結(jié)構(gòu)是非常困難的。引進(jìn)先進(jìn)的中間觀測和結(jié)構(gòu)分析技術(shù)十分重要。除了它們的合成外，我們預(yù)計(jì)在未來十年內(nèi)，在傳統(tǒng)的吸附和分離、涉及大分子的催化到尖端光電子學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)設(shè)備等各種應(yīng)用方面都將取得重大進(jìn)展。

2）除了介孔二氧化硅和碳以外，目前，人們還缺乏可靠的方法來精細(xì)控制其他具有潛力的介孔材料。精密合成的發(fā)展將極大地促進(jìn)新型介孔材料的設(shè)計(jì)和高性能應(yīng)用，包括但不限于具有聯(lián)合納米結(jié)構(gòu)域的多功能集成介孔結(jié)構(gòu)和具有獨(dú)特光學(xué)/電學(xué)性質(zhì)的介觀異質(zhì)結(jié)構(gòu)。在具有高度定制的結(jié)構(gòu)參數(shù)的可靠的合成方法的前提下，定量地強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系是可行的。

總之，功能介孔材料已經(jīng)逐漸成為研究分子獲取和擴(kuò)散潛力的平臺(tái)，也是各個(gè)研究人員探索納米科學(xué)基礎(chǔ)意義的交叉領(lǐng)域。

文章鏈接：

Dongyuan Zhao, Functional Ordered Mesoporous Materials: Present and Future, Nano Lett., 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c00902

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c00902