英文原题：Accurate Control of All-Polymer Hollow Multishelled Spheres by One Step Reaction-Diffusion
通讯作者：夏延致 , 隋坤艳，青岛大学
作者：Na Pan, Min Lin, Huilin Cui, Wenxin Fan, Chunzhao Liu, Fu Chen, Changjiang Fan, Yanzhi
Xia, and Kunyan Sui
中空多壳层（HoMS）材料是近十年来新兴的一种具有层层嵌套结构（亦称为俄罗斯套娃结构）的多级微纳材料。由于具有大的比表面积、多层界面和各自独立又相互连通的空腔等特点，HoMS材料被广泛应用于生物医学、催化、传感、能源、电磁屏蔽等众多领域。HoMS材料主要基于模板法制备，这种方法通过控制前驱体在模板上富集并转化成壳层，然后通过刻蚀或高温煅烧等后处理手段去除模板。虽然模板制备法已广泛应用于各种无机HoMS的制备，然而, 由于聚合物链的高复杂性、柔韧性和低分解温度，难以形成独立的可支撑壳层，且在后处理过程中往往导致多壳层结构的破坏和塌陷，因此全聚合物中空多壳层（p-HoMS）结构材料的合成仍极具挑战性。
近日，青岛大学夏延致教授和隋坤艳教授及其团队利用聚电解质络合反应发展了一种“反应-扩散”自模板法，实现了可控制备p-HoMS材料。在反应过程中，需满足三个关键因素：络合反应速度快，络合产物自支撑，反应物之间扩散系数比值大。利用这种方法，可以精确地控制p-HoMS的结构（壳层数、空腔尺寸）、组成和形态等（如图1和图2）。这种“反应-扩散”一步法具有简单、通用、可控和大规模制备等优点。
图1. 反应物扩散系数比值对HoMS的非平衡自组装和分层等级结构的控制
更重要的是，p-HoMS可以作为模板可控合成具有宏观HoMS结构的金属氧化物，其壳数可达12（如图3），为制备具有宏观尺寸、不同组成和分级结构的无机HoMS材料，提供了一种简单和大规模方法，将大大拓展HoMS在储能、电磁波吸收、催化和生物传感等各种领域具有广阔的应用前景。
图3. 以p-HoMS为模板制备HoMS金属氧化物
相关论文发表在Chemistry of Materials 上，论文第一作者为青岛大学博士毕业生潘娜和青年教师林敏，通讯作者为隋坤艳教授和夏延致教授，青岛大学为第一通讯单位。
Accurate Control of All-Polymer Hollow Multishelled Spheres by One-Step Reaction–Diffusion
Na Pan, Min Lin, Huilin Cui, Wenxin Fan, Chunzhao Liu, Fu Chen, Changjiang Fan, Yanzhi Xia*, Kunyan Sui*
Chem. Mater., 2020, DOI: 10.1021/acs.chemmater.0c02437
Publication Date: September 16, 2020
Copyright © 2020 American Chemical Society
本文版权属于X-MOL（x-mol.com），未经许可谢绝转载！欢迎读者朋友们分享到朋友圈or微博！
长按下图识别图中二维码，轻松关注我们！
点击“阅读原文”，查看 化学 • 材料 领域所有收录期刊
