近日，best365官網(wǎng)機(jī)械工程學(xué)院材料學(xué)團(tuán)隊(duì)彭小敏教授“仿生”類合作研究成果以“Bamboo-Membrane Inspired Multilevel Ultrafast Interlayer Ion Transport for Superior Volumetric Energy Storage”為題、以研究長(zhǎng)文（Research Article）形式發(fā)表在國際材料類頂尖期刊Advanced Functional Materials。彭小敏教授與昆士蘭科技大學(xué)梅俊博士為共同第一作者，昆士蘭科技大學(xué)孫子其教授為通訊作者，best365官方網(wǎng)站登錄入口為第二完成單位。
竹子被吉尼斯世界紀(jì)錄記載為地球上生長(zhǎng)最快的植物，據(jù)報(bào)道其24小時(shí)生長(zhǎng)高度可達(dá)910毫米，生長(zhǎng)速度接近40毫米/小時(shí)。竹子的快速生長(zhǎng)需要水和電解質(zhì)從根部到生長(zhǎng)端的超快速高通量傳輸，附著在竹莖內(nèi)壁上的竹膜是水和電解質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵通道。論文研究發(fā)現(xiàn)：天然竹膜具有獨(dú)特的多級(jí)層狀結(jié)構(gòu)；最外層為大層間間距傳輸通道，可實(shí)現(xiàn)快速潤濕和液體擴(kuò)散；而與竹莖連接的內(nèi)層結(jié)構(gòu)具有非常有限的層間間距而形成納米流體效應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)分子/離子超快傳輸。
受此啟發(fā)，論文利用高比表面積二維材料以及合理的表面和層間工程設(shè)計(jì)，模仿具有多級(jí)離子傳輸通道的天然竹膜，成功制備了一系列二維石墨烯/二維氧化鈷異質(zhì)結(jié)構(gòu)膜用于離子存儲(chǔ)器件，滿足了儲(chǔ)能器件對(duì)離子和電荷在電極超快擴(kuò)散和傳輸?shù)囊?，提高了?chǔ)能裝置的電化學(xué)性能。論文研究成果可為二維材料在新興能源存儲(chǔ)器中的高效應(yīng)用提供有效策略。
天然竹膜的結(jié)構(gòu)表征以及仿生電極設(shè)計(jì)原理
彭小敏教授受邀訪學(xué)于昆士蘭科技大學(xué)，主要工作為指教研究生和項(xiàng)目合作研究。期間利用其在涂層、薄膜制備方面的研究積累，以指導(dǎo)研究生的方式深度參與“二維材料在新型儲(chǔ)能器件中的應(yīng)用”等課題，其另一項(xiàng)“仿生”類合作研究成果已發(fā)表于Energy Storage Materials。近年來，機(jī)械工程學(xué)院材料學(xué)團(tuán)隊(duì)成員以多種形式加強(qiáng)與國內(nèi)外知名高校、優(yōu)秀課題組的學(xué)術(shù)交流與合作，合作研究成果相繼發(fā)表在Nano Energy (高平平博士，2021年)，Progress in Materials Science (周麗博士，2021年)，Acta Materials (黃煉博士，2018年)等材料類頂尖期刊，同時(shí)合作申報(bào)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題1項(xiàng)(高平平博士，主持，2020年)，總裝備部預(yù)研基金1項(xiàng)(吳安如教授，主持，2019年)，團(tuán)隊(duì)的研究實(shí)力和學(xué)術(shù)影響得到有效提升。
（審核：吳朝建 熊龍英 楊歡）
