上海
“介孔材料的合成之复杂，完全就是一个‘黑箱’。如何创造一个简单、通用的方法？”9月11日，在浦江创新论坛“超越材料”分论坛，2026未来科学大奖“物质科学奖”得主、复旦大学智能材料与未来能源创新学院院长赵东元院士，介绍了团队的一项新突破——介孔材料合成的“单胶束组装”策略。这项技术像用单块乐高搭积木，可以造出尺寸极小、孔径可调的介孔材料，在催化、能源、生物医药等领域展现出巨大潜力。
介孔材料是指孔径在2到50纳米之间的多孔材料。别小看这些微小的孔洞，一克介孔材料，将其铺展开可达到几百甚至上千平方米，能在上面踢一场足球赛。孔越多，表面积越大。其巨大的表面积和可调控的孔道结构，可以让电池充放电更快、让催化剂效率更高、让药物递送更精准。
过去，科学家主要依靠“模板协同组装”来合成介孔材料——让表面活性剂分子先聚集成胶束，再与无机物前驱体协同组装，最后烧掉模板留下孔洞。这一路径虽然经典，但问题也很突出：合成体系复杂、随机性强，缺乏系统理论指导，结构、组成、表面性质都很难精确调控。胶束怎么形成？孔道怎么取向？尺寸怎么控制？这些关键问题长期没有圆满答案。
赵东元团队提出的“单胶束组装”策略，跳出了传统“协同组装”的框架，直接以单个胶束为基本组装单元，通过精确调控胶束，实现介孔材料的定向合成。
打个比方，此前赵东元领衔获国家自然科学一等奖的“有机-有机自组装”工作，像是用“一整块预制板”盖房子，靠大块胶束团协同组装出有序的介观结构；而“单胶束组装”这一新策略，则像是用“单块乐高搭积木”，能造出更小、更均一、形貌更可控的介孔纳米材料。
这一新策略合成的材料能造出什么？赵东元展示了这一策略的成果：比如，把极小的纳米金颗粒锁进多孔的二氧化硅“笼子”里，既能防止金颗粒抱团失效，又能让反应物自由进出，催化效率大幅提升。再如，二维纳米片——像纸一样薄的介孔碳膜和二氧化钛纳米网表面布满规则的小孔，在能源存储和转换等领域很有前景。
赵东元提到，介孔材料走向大规模实用，还有不少“关卡”要闯：如何实现更快的材料生长，如何拓展更多金属、氧化物等化学组分，如何降低成本放大制备，都是科研人员接下来需要攻克的课题。未来的突破在于，全面理解界面组装机制，确定组装过程的关键控制因素，并实现规模化生产。
原标题：《像用单块乐高搭积木，新晋未来科学大奖得主赵东元发布介孔材料合成新策略》
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