多孔材料由于其可控的孔徑、高比表面積和可調節的空間功能，已經演變為具有微環境效應和多功能的跨尺度結構，并在催化、能源存儲和生物醫學領域獲得了廣泛關注。從最初的納米孔演變到多尺度孔-腔設計，如核殼結構、多殼層結構以及不對稱結構（如瓶狀、多腔和分支結構），這些材料展現了巨大的應用潛力。為了實現多孔結構的界面工程，研究者們開發了多種合成策略。這些策略包括基于液-液或液-固界面“模板化”的自下而上方法，以及針對不同交聯度聚合物的化學剪裁的自上而下方法。此外，利用奧斯瓦爾德熟化、柯肯達爾效應或原子擴散與重排的方法進行界面轉化，也是實現復雜多孔結構的一種有效途徑。通過這些技術，可以使多孔材料具備多種微環境效應，例如孔徑效應、孔富集效應、孔分離和協同效應以及孔局域場增強效應，從而顯著提升這些材料在具體應用中的性能。 基于此，內蒙古/復旦大學趙東元院士和內蒙古大學馬玉柱研究員詳細綜述了自下而上和自上而下兩類界面導向的合成方法，以及這些方法在構建先進結構和微環境效應中的應用。接著回顧了多孔結構在催化、能源存儲、電化學轉化和生物醫學領域的最新進展，特別是這些結構的協同效應與結構-性能關系。最后分析了當前多孔工程在多孔材料的可控合成和功能化方面所面臨的挑戰，并展望了未來的發展方向。
1.多孔材料的結構已從傳統的單一納米孔逐步演變為具有復雜多尺度孔腔結構的先進體系（核殼、多殼層、不對稱形態如瓶狀、多腔和分支結構等）。這種演變不僅體現在結構復雜性，還包括功能的多樣化，如形狀選擇性催化、級聯催化、質量傳輸優化、選擇性藥物負載與釋放，以及反應動力學調控。這種跨尺度結構所帶來的獨特微環境效應和功能集成，極大地擴展了其在催化、能源存儲和生物醫學等領域的應用邊界。2.文章系統總結了自下而上和自上而下的合成策略，包括液-液、液-固界面模板方法以及化學剪裁和界面轉化技術，如奧斯瓦爾德熟化、柯肯達爾效應和原子擴散重排。這些策略允許對孔結構、表面性質和異質性進行精準調控，從而構建出具有多功能的多孔材料，能夠適應多樣化的應用需求。3.綜述深入探討了多孔材料的微環境效應對化學反應的深遠影響。通過分析孔徑效應、孔富集效應、孔隔離與協同效應，以及孔局域場增強效應，文章揭示了這些效應如何通過精細調控反應物的物理化學性質和活性位點的微環境，大幅提升催化反應的選擇性和耐久性。例如，孔徑效應通過分子篩選擇性優化反應動力學，孔富集效應通過提高活性位點附近的反應物濃度，加速了反應進程。此外，孔隔離與協同效應通過空間分隔和優化不同催化環境，極大地提高了反應產率和選擇性，而孔局域場增強效應則通過調控納米腔體內外的電子效應，進一步提升了金屬納米顆粒的催化活性 4.圍繞多孔材料的微環境效應及結構-性能之間的潛在聯系，總結討論了功能多孔材料在催化、電化學轉化、能源儲存和生物醫學等方面的具體應用。 5.盡管多孔工程在結構設計與功能優化方面取得了顯著進展，未來研究仍需進一步探索材料的動態可調性與智能化設計，尤其是在多孔材料的結構優化、單元功能精確調控、原位動態表征技術的開發，以及在量子計算、人工光合作用和神經科學等新興領域的應用擴展方面面臨的挑戰。針對這些問題的研究將推動多孔材料向更高效、更智能、更具適應性的方向發展，從而在廣泛的跨學科應用中發揮更大的作用。 基于自下而上和自上而下兩類界面導向多孔工程方法構建功能多孔材料相關論文發表在 ACS nano 上，內蒙古大學博士研究生王愛霞為文章的第一作者，趙東元院士和馬玉柱研究員為共同通訊作者。
馬玉柱研究員，內蒙古大學能源材料化學研究院，研究員，駿馬計劃B1 崗引進人才，博士生導師，趙東元院士團隊成員。博士畢業于復旦大學，主要從事新型功能介孔材料的設計，尤其是多腔不對稱介孔復合材料的可控制備及其在串聯催化、儲能等領域的應用-構效關系研究工作，在Nat. Synth., Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., JACS, Adv. Funct. Mater., Nano Lett.等期刊上發表論文 20 余篇。主持國家自然科學基金面上項目，內蒙古自治區青年科技人才稱號，內蒙古自治區青年科學基金，企業橫向課題等。郵箱：yzma@imu.edu.cn.
趙東元院士，中國科學院院士、第三世界科學院院士。主要從事介孔材料的可控合成及催化、能源、環境、生物應用研究，發展合成了19種復旦大學命名的介孔材料及系列新組分、結構的有序介孔材料，提出了一系列合成新方法體系，取得了國際公認的開創性成果，發表SCI論文800余篇，包括Science, Nature, Nat. Mater., Nat. Chem., JACS, Angew, Adv. Mater等頂級期刊，被引12萬余次。獲國家自然科學一等獎、國家自然科學二等獎、何梁何利科學進步獎、中國化學會-化學貢獻獎、中國分子篩成就獎等國內外重要獎項，任國際介觀材料協會主席、ACS Central Science執行編輯、National Science Review副主編等。現任復旦大學化學與材料學院院長，復旦大學黨委常委、統戰部部長，內蒙古大學能源材料化學研究院院長。郵箱：dyzhao@fudan.edu.cn。
