青島大學(xué)研發(fā)可用于生物傳感的中空多殼層（HoMS）材料

近日，國家重點實驗室/材料科學(xué)與工程學(xué)院夏延致教授和隋坤艷教授發(fā)展了一種全聚合物中空多殼層(p-HoMS)材料的合成策略。相關(guān)研究成果以“Accurate Control of All-Polymer Hollow Multishelled Spheres by One Step Reaction-Diffusion”為題，在國際知名期刊Chemistry of Materials上發(fā)表。我校為第一作者單位，博士畢業(yè)生潘娜和青年教師林敏為論文第一作者，夏延致教授和隋坤艷教授為通訊作者。該項目得到了國家自然科學(xué)基金項目的資助。

中空多殼層(HoMS)材料是近十年來新興的一種具有層層嵌套結(jié)構(gòu)(亦稱為俄羅斯套娃結(jié)構(gòu))的多級微納材料。由于具有大的比表面積、多個界面層和各自獨立又相互連通的空腔等優(yōu)異的特性，因此HoMS在生物、醫(yī)學(xué)、催化、傳感、能源、電磁屏蔽等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。HoMS材料主要基于模板法制備，然后通過刻蝕或高溫煅燒等后處理手段去除模板，已廣泛應(yīng)用于各種無機HoMS的制備。然而，由于聚合物鏈的柔性和低分解溫度，難以形成獨立的可支撐殼層，且在后處理過程中往往導(dǎo)致多殼層結(jié)構(gòu)的破壞和塌陷，因此p-HoMS結(jié)構(gòu)材料的合成極具挑戰(zhàn)性。

夏延致教授和隋坤艷教授課題組創(chuàng)新性地利用生物多糖聚電解質(zhì)絡(luò)合反應(yīng)發(fā)展了一種“反應(yīng)-擴散”自模板法，實現(xiàn)了可控制備p-HoMS材料。這種“反應(yīng)-擴散”一步法具有操作簡單、普適性高、可控和大規(guī)模制備等優(yōu)點。此外，p-HoMS可以作為模板可控合成具有宏觀HoMS結(jié)構(gòu)的金屬氧化物，為制備具有宏觀尺寸、不同組成和分級結(jié)構(gòu)的無機HoMS材料，提供了一種簡單和大規(guī)模制備方法，將大大拓展HoMS在儲能、電磁波吸收、催化和生物傳感等各種領(lǐng)域的應(yīng)用前景。