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  多孔復合材料以其輕質、隔熱和力學性能在工程領域具有重要意義。然而，孔隙度的增加通常會降低力學強度，從而在力學和重量之間做出權衡。優化固體結構的強度是提高力學強度和輕量化的有效途徑。天然骨材料通過其特有的有機-無機納米雜化結構獲得了輕質高強特性。然而，受限于多孔材料的制備方法，兼顧仿生類骨納米有序結構和介觀多孔結構這類多級結構材料仍然是一個挑戰，因而也限制了多孔材料的性能。

  浙江大學唐�？�教授、劉昭明研究員合作團隊認為可以通過構建有機分子與礦物分子之間的預相互作用，從而利用有機分子的線性聚合反應誘導無機礦物自發有序組裝，促進仿生有機-無機類骨結構的形成，從而解決上述挑戰難題。研究團隊借鑒前期研究中所開發的無機離子寡聚體（Nature 2019, 574, 394）以及其官能團化修飾策略（Nature 2023, 619, 293）,通過磷酸鈣無機離子寡聚體（CPOs）與有機分子丙烯酰胺（AM）預先構建有機分子與無機分子之間的氫鍵作用力，得到有機-無機雜化前體。進一步通過丙烯酰胺的線性聚合誘導磷酸鈣有序排列生長，并自發組裝形成仿骨有序納米結構。由于其自發有序化，因而通過冷凍干燥方式構建多孔材料時，不影響其仿骨有序納米結構，進而制備了輕質高強多孔復合材料。相關研究成果以“Organic–Inorganic Copolymerization Induced Oriented Crystallization for Robust Lightweight Porous Composite”為題發表于《Small》上。

圖2 復合材料的力學性能。

圖5 多孔復合材料的隔熱性能。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202403443