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## 路庆华教授课题组在介孔薄膜孔道取向控制领域取得重要进展

最近，海城海院化学化工学院路庆华教授课题组研究发现了一种快速方便、可大面积制备垂直取向介孔二氧化钛薄膜的方法，该方法可以自由调节介孔孔道从平行到垂直的排列方向。相关工作已于近日发表于《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.2012,DOI:10.1021/ja309168f)。评审专家一致认为这是一项极其重要和极具挑战的研究，是介孔薄膜孔道取向控制领域中很重要的进展。 具有纳米孔结构和大比表面积的介孔材料，在吸附、分离和催化剂载体等领域得到了广泛应用。介孔材料制备过程具有匹配薄膜成型工艺的特点，容易形成高质量的介孔薄膜，因此在薄膜传感器、分子器件和太阳能电池方面具有重大的应用需求。然而，通常介孔薄膜中，纳米孔道宏观上是无序性的，严重制约了其在物质和能量传输方面的优势，如何控制介孔薄膜中孔道有序排列成为介孔薄膜器件能否出现的关键。其中，孔道垂直定向排列的介孔膜和非硅介孔薄膜孔道的取向排列(如二氧化钛、聚合物和碳介孔膜等)是目前科学家面临的巨大挑战。 近来年，已有关于平行界面取向二氧化硅介孔薄膜的研究报道，主要是基于基底取向模板法和外加力场法。基底取向法需要利用特殊结构的各向异性基底，不能够应用于大规模生产，也不适合于垂直取向孔道的制备；外场法是利用单方向的外加力场（如磁场、电场等），这种方法需要巨大和复杂的设备，且由于力场作用范围有限，使制备的介孔薄膜尺寸受到限制。为了解决这些问题，路庆华教授团队之前首次提出了热气流法制备宏观平行取向介孔二氧化硅薄膜的方法，可以快速、大面积、低成本制备孔道宏观取向介孔膜（J. Am. Chem. Soc.2008, 130, 14356-14357；Chem. Mater., 2009, 21,4970–4976）。在此基础上，经过三年努力，课题组又将热气流法用于孔道取向二氧化钛介孔薄膜的制备，成功攻克垂直取向介孔薄膜的难关，实现了孔道垂直取向半导体二氧化钛介孔薄膜的大面积和连续化制备。研究结果表明，该薄膜具有优秀的离子导通能力，有望在纳米太阳能电池、光开关、分子分离等薄膜器件方面得到应用。
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