从干燥剂到新型电池，带孔的新材料来了高分子材料与我们的日常生活

文章图片

文章图片
高分子材料与我们的日常生活息息相关，最常见的塑料自1907年问世以来，就给我们的生活带来了巨大的便利，现在人们的衣食住行几乎都离不开它。目前，全世界每年生产大约3亿吨塑料，中国年产量就占了世界的大约十分之一。

文章图片

文章图片
这种“老”材料如今又有了“新”的变化，复旦大学赵东元院士团队推出了一项科研成果：有序介孔高分子和碳材料。他们在塑料这样的高分子材料上造出一些我们看不到的密密麻麻的小孔。这个方法听上去或许平平无奇，可是这些神奇的小孔，却可以给塑料的性能带来翻天覆地的变化，甚至在石油、交通、医学等多个领域开发出让人意想不到的奇妙应用。这种带孔的新材料有可能掀起一场材料领域的新革命，它究竟将会给人类生活带来什么巨大的变化呢？
神奇的小孔

文章图片

文章图片
【从干燥剂到新型电池，带孔的新材料来了】介孔纳米材料的研究是从一种叫“沸石”的东西开始的。沸石是一种天然带孔的材料，在显微镜下能看到它的结构具有均匀孔隙，它被广泛用于石油化工催化、分子分离等领域。然而，沸石的孔道直径通常小于2 纳米，过小的小孔极大地限制了这种材料的应用。因此，众多科研人员进行了大量的研究，希望获得孔径更大、结构有序的新材料。
造孔小能手

文章图片

文章图片
在纳米尺度打孔在普通人看来是不可能完成的。科学家们另辟蹊径，并没有去钻孔，而是在材料制作的过程中，让孔自己“长”出来，这种“造孔”的方法让很多高分子材料的性能瞬间提高。在塑料这样的高分子材料上造出纳米级的有序小孔，这个全新的理论思路提出来之后，在国际上引发了巨大的轰动，并且迅速掀起了相关的研究热潮，全世界的科学家都纷纷参与其中。
带孔的材料能干啥

文章图片

文章图片
有了孔之后最大的优势是增大材料的表面积，这让高分子材料也能靠表面积“吃饭”了。
现在工业食品中为了保证食物能够长久保存，都会放一些干燥剂。这是一种用沙子中提取的氧化硅制成的多孔材料。干燥剂靠把水分子装到孔里来保证周围的干燥。科学家把有机高分子材料制作成类似的结构，同样能够起到干燥剂的作用。

文章图片

文章图片
如果可以利用这种介孔材料的超大表面积制作成超级电容，来储存更多的电能，有朝一日电动汽车也许真的能实现充电一瞬间，能跑几百公里。
相信随着研究的进一步深入，未来这些带孔的材料将会更深入地融入我们的生活中，在能源、信息、生物等等领域大放异彩。

文章图片

文章图片