功能性介孔碳奈米材料的大孔結構具有廣泛的可及性，使其成為生物醫學應用、氣體分離、催化、感測以及能量儲存和轉換中化學品質量傳輸的有效基質。

最近，膠束組裝用於調控碳奈米材料的奈米結構和介孔性，其中，結構取向單元是由嵌段共聚物/表面活性劑和前體物質（透過氫鍵、庫侖和/或其他非共價相互作用）組成的單一膠束。然後，每個單體膠束代表單箇中孔的模板，多個單體膠束可以像樂高積木一樣堆疊。在前體物質（在這種情況下為多巴胺）聚合後，碳化產生碳質奈米材料。透過改變合成條件，可以容易地調節膠束的大小、結構和形狀，提供對最終產物結構的高度控制，為此，有望將其成形為原始奈米結構，否則使用常規模板方法難以合成。

近日，

復旦大學Liang Peng，Huarong Peng，Wei Li，趙東元等研究人員

在

Nature Protocols

上發文，

提供了詳細方法以製備單膠束，將單膠束組裝成介觀結構聚合物樣品，以及將聚合物樣品轉化為碳質骨架材料。

還描述了兩種介孔碳奈米材料的功能表徵，分別表現出優異的鈉離子儲存效能和氧還原活性。合成有序介孔聚合物的單分子組裝過程需要約5小時；後續離心、冷凍乾燥和碳化合成，需要2天，而整個過程，包括奈米材料的表徵，需要約4天。

圖1：合成介孔碳奈米材料的主要形成機理

圖2：介孔碳奈米材料合成階段及其模型

圖3：在介孔碳奈米球中模板導向的孔結構

圖4：介孔碳奈米球的孔徑對疏水性有機分子的依賴性

圖5：介孔碳奈米球的孔位置對攪拌速率的依賴性

圖6：介觀結構聚多巴胺，mesoPDA奈米球的光譜表徵

圖7：單分子組裝方法的可變性

圖8：介孔碳奈米球的物理化學表徵

圖9：介孔碳奈米球的鈉離子儲存研究

圖10：介孔碳奈米球的氧還原反應，ORR研究

文獻連結：

https://www.nature.com/articles/s41596-022-00784-6

：今日新材料，

譯自Nature