受植物和節肢動物多節點結構的啟發，精確設計的多節段納米結構展現出超越單一組件的協同增強特性和卓越功能。利用膠束組裝構建分段結構雖能實現精準調控，但需協調從分子到介觀尺度的相互作用與組裝過程，存在重大技術挑戰。鑒于此，復旦大學趙東元、趙天聰等提出一種逐步自組裝策略，成功制備出多節段介孔二氧化硅納米竹。
本文要點：
（1）該結構由16-25個梭形介孔節段首尾相連構成主鏈，總長約0.7-1.0 μm。每個獨立節段包含10-13層平行排列的介孔層，單層平均厚度約2.5 nm。原位測試證實，這種多節段介孔納米竹的形成始于雙層膠束單元自組裝為梭形節段，繼而進一步聚集成竹狀結構。通過動力學調控該逐步組裝過程，可獲得不同長度和分支形態的多節段介孔納米結構。
（2）得益于多節段設計與多層介孔結構，納米竹能有效阻隔氣體流動，實現極低導熱系數（約41.67 mW·m–1·K–1）。將其與纖維素納米纖維復合后，可制得兼具機械穩定性、輕質多孔特性的氣凝膠，導熱系數進一步降至19.85 mW·m–1·K–1，展現出優異的隔熱應用潛力。這種多節段介孔納米竹的制備深化了微觀至納米尺度組裝認知，為復雜結構的精確調控奠定了基礎。
Xirui Huang, Tingting Ren, Runfeng Lin, Zirui Lv, Sixing Yin, Yifei Xu, Yupu Liu, Chin-Te Hung, Min Wang, Xiaomin Li, Tiancong Zhao, and Dongyuan Zhao
Journal of the American Chemical Society Article ASAP
DOI: 10.1021/jacs.5c05154
https://doi.org/10.1021/jacs.5c05154
