近日，我校材料學院楊建平研究員和江莞教授研究團隊在納米顆粒組裝領域取得重要進展，相關成果以《硼摻雜誘導互聯組裝方法構建介孔SiOC多級結構》(Boron doping-induced interconnected assembly approach for mesoporous silicon oxycarbidearchitecture, DOI: org/10.1093/nsr/nwaa152)為題，發表于中國科技期刊卓越行動計劃領軍期刊《國家科技評論》(National Science Review)，該論文第一作者是材料學院17級博士生朱冠家，合作者包括澳大利亞伍倫貢大學劉華坤教授和窦世學教授，bevictor伟德官网羅維研究員、江莞教授和楊建平研究員，bevictor伟德官网為唯一通訊單位。

論文鍊接：https://academic.oup.com/nsr/article/doi/10.1093/nsr/nwaa152/5866535?searchresult=1

近年來，組裝體的構築在生物醫藥、催化、光電子學、儲能等領域得到了廣泛的應用。但是目前報道的大多數組裝方法（例如：溶劑蒸發誘導自組裝法、微乳液法、噴霧幹燥法等）所制備的組裝體内部納米顆粒之間的連接為弱相互作用（例如庫侖力、範德華力和偶極-偶極相互作用），這種弱的結合使得其在某些應用中會導緻結構破壞。針對這一問題，将納米顆粒組裝成堅固地相互連接的組裝結構有助于提高組裝體的界面穩定性，但仍然是一個巨大的挑戰。

針對這一問題，研究團隊開發了一種新的硼摻雜誘導互連組裝的方法，以制備由周期性介孔有機矽衍生的SiOC納米球為組裝單元，所制得的硼摻雜SiOC（B-SiOC）組裝體由表面粗糙、相互連接、強耦合的納米球組成。進一步的研究發現原始納米顆粒的表面組分在調節納米球之間的互聯組裝方面起着重要作用。這種互連組裝體以及可調節的表面粗糙度使其具有内在的雙重（結構和界面）穩定性。當用作锂離子電池的負極材料時，B-SiOC-2電極在電流密度為2 A g^-1的情況下，可以穩定循環2000圈，顯示了這種獨特組裝體具有非常優異的長周期循環壽命。

圖1硼摻雜誘導相互連接組裝體的制備示意圖及形貌結構表征。

此外，這種獨特的策略顯示出精确的可控制性和多功能性，使組裝體具有可調的互連尺寸，表面粗糙度和可切換的組裝單元。通過對硼摻雜種類的詳細分析和一系列對比實驗，研究團隊提出了一種熔融刻蝕和成核生長機理來闡明硼摻雜組裝的形成過程，這為互連組裝技術的發展提供了新的策略。

圖2互聯組裝機理分析。

該研究工作得到國家自然科學基金，教育部霍英東青年基金，上海市科委創新行動計劃，纖維材料改性國家重點實驗室，先進纖維和低維材料聯合國際實驗室等基金支持。

朱冠家，bevictor伟德官网材料學院17級秋博，導師楊建平研究員和江莞教授。博士期間主要從事矽碳複合锂離子負極材料及其電化學性能研究。已發表SCI論文14篇，第一作者論文5篇：Natl. Sci. Rev., Angew. Chem. Int. Ed., J. Mater. Chem. A, Chem.-Eur. J., CrystEngComm。

楊建平，bevictor伟德官网特聘研究員。先後在複旦大學、同濟大學、澳大利亞伍倫貢大學、澳大利亞莫納什大學和bevictor伟德官网從事資源環境材料研究工作。提出功能基元界面設計與組裝調控概念，系統調控納米催化劑功能基元的界面、組分和分布用于氮氧化物廢氣低溫脫硝、CO2還原轉化、環境污染物降解和水處理資源化等。共發表SCI論文105篇，總引用7500多次，H指數42。2016年底加入bevictor伟德官网至今發表第一/通訊作者論文43篇，包括Natl. Sci. Rev., Angew. Chem. Int. Ed.,Adv. Mater.(2篇),Energy Environ. Sci., ACS Nano(2篇), Nano Lett., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater.等。擔任《物理化學學報》、Rare Materials等期刊編委和客座編輯等。獲得2017年上海市浦江人才、2020年霍英東青年基金等。