通过精心选择前驱体、制备技术以及后续的二次处理,可以调节炭材料的电子、机械、光学等特性。这种对炭材料特性的精确控制,使得它们在能源存储、气体分离、催化、药物输送等多个领域都备受青睐。尤其是石墨烯,这种由sp2杂化碳原子构成的单层材料,因其超凡的电导性、热导性和机械强度而备受瞩目。21世纪被誉为“石墨烯的科学时代”。然而,微纳结构的炭材料并不局限于富勒烯、纳米管、石墨烯、钻石等传统形态,它们还以纳米纤维等多种形式存在,并展现出更多功能性。采用有机小分子与嵌段共聚物之间的有机-有机组装方法,制备出具有特定微纳结构的聚合物,已经成为推动炭材料向更高层次复杂性发展的一种高效策略。
在这一背景下,南京邮电大学化学与生命科学学院汪联辉教授、陈春红教授和电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院张颖副教授联合浙江大学化学系王勇教授共同在Advanced Functional Materials期刊上发表了综述论文“Block Copolymers-Enabled Organic–Organic Assembly for Unique Carbonaceous Micro-/Nano-Structures”。论文全面总结了从常用有机前驱体(如苯酚/甲醛、多巴胺和生物质)衍生的独特微纳结构的合成机制和潜在应用,回顾了每种前驱体的聚合机制,并介绍了通过BCPs和有机前驱体分子形成复合胶束的制备策略,详细阐释了复合胶束如何组装成更高级结构。文章还探讨了这些材料在多相催化、电池技术、分离科学和智能药物输送等领域的应用潜力,以及合成具有独特微纳结构的炭材料面临的挑战与未来发展方向。
撰稿:陈春红 编辑:彭芃 审核:罗志敏