近日，我实验室/材料科学与工程学院夏延致教授和隋坤艳教授发展了一种全聚合物中空多壳层（p-HoMS）材料的合成策略。相关研究成果以“Accurate Control of All-Polymer Hollow Multishelled Spheres by One Step Reaction-Diffusion”为题，在国际知名期刊Chemistry of Materials上发表。我校为第一作者单位，博士毕业生潘娜和青年教师林敏为论文第一作者，夏延致教授和隋坤艳教授为通讯作者。该项目得到了国家自然科学基金项目的资助。
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、多个界面层和各自独立又相互连通的空腔等优异的特性，因此HoMS在生物、医学、催化、传感、能源、电磁屏蔽等众多领域有着广泛的应用前景。HoMS材料主要基于模板法制备，然后通过刻蚀或高温煅烧等后处理手段去除模板，已广泛应用于各种无机HoMS的制备。然而，由于聚合物链的柔性和低分解温度，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p-HoMS结构材料的合成极具挑战性。
夏延致教授和隋坤艳教授课题组创新性地利用生物多糖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。这种“反应-扩散”一步法具有操作简单、普适性高、可控和大规模制备等优点。此外，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，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制备方法，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的应用前景。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.0c02437
