复旦赵东元院士团队提出超晶格组装新方法，软硬结合打造新型多孔碳材料，有望实现电化学的钠储存

上海复旦大学赵东元院士团队提出创新方法，组装出多孔碳材料，旨在探索电化学钠储存应用。此方法结合软胶束基元与硬刚性颗粒，通过顺序组装，生成双峰有序结构的多孔碳，具有调节孔隙和快速氧化还原反应能力，展现出良好的钠离子存储性质。软胶束基元，如三嵌段共聚物 Pluronic F127/聚多巴胺复合材料，与硬刚性颗粒，如胶体二氧化硅纳米球，协同作用。硬二氧化硅球的引入解决了软胶束组装的不兼容问题，同时保持与 F127/聚多巴胺胶束的充分作用，制备出双峰有序结构的多孔碳材料。该多孔碳材料孔隙可控，能快速进行氧化还原反应，具有赝电容钠离子存储特性，为组装介观结构、多尺度纳米结构提供新解。研究中，该材料被用于钠离子电池，测试显示其性能优越。当前，课题处于基础研究阶段，实验室合成量有限，成本替代商用产品尚不确定，实现实用化和产业化还需探索。面对超晶格材料的挑战，研究团队提出新路线和方法，通过软硬模板协同组装，构建出双峰有序多孔体系，为新型介孔材料发展提供见解。实验中，课题组采用表征技术全面分析材料结构和理化性质。他们利用硬物质加入体系，解决了软胶束不适配问题，通过预实验和定量分析验证方法可行性。使用二氧化硅小球与 F127 软胶束进行验证，结果显示路线可行。研究围绕合成路线和结构设计，表征材料，调整参数，探讨合成机理和潜在应用。通过实验调控材料，深化论文论点。尽管课题设计简单，实验手法要求高，合成材料均匀是实现超结构组装的关键。研究显示，基于合作软硬模板的双峰有序多孔体系，有助于解决软胶束组装不兼容和组装干扰问题，实现更高级别的超级装配。通过设计控制不同胶束单元，实现二元自组装，具有重要意义。研究团队为探索复杂胶束超晶格提供了新思路。研究者兰坤教授指出，课题组采用迂回策略实现双重有序孔结构，但软胶束多元组装问题仍未完全解决。未来研究将探索更高级别的超级装配和真正意义上的二元自组装，拓展潜在应用。兰坤教授在赵东元院士团队完成硕士、博士及博士后研究，深受导师影响，形成独到见解。他选择加入内蒙古大学，基于个人待遇、发展空间和学术资源的考虑。赵东元院士引进内蒙古大学，建立能源材料化学研究院，提供优厚待遇，助力学术科研发展。