多孔金属作为一类独特的材料具有显着的特性，比如低相对密度，高比表面积，高比强度和高磁导率等，因此在多个领域有广泛的应用，包括电池，电化学传感器，催化剂，燃料电池，过滤器，热交换器，吸声器，机械执行器等。通过电化学沉积法，模板法以及脱合金化法可以制备孔径范围从微米级到纳米级的多孔金属。尤其是脱合金化法通过选择性溶解和自我重排机制来制造三维双连续纳米多孔金属已经引起了极大的关注。其中，具有从微米级到纳米级的多尺度孔隙度的多孔金属具有显著的物理和化学性质：微米级的孔可以增加离子在多孔介质中传输的有效扩散率，而纳米级的孔则提供极高的比表面积，实现了纳米多孔金属特有的功能。近日，武汉理工大学邹立杰等人引入一种新的策略来设计具有增强的传输性能的多尺度多孔金属，并使用先进的同步X射线纳米断层扫描研究3D形态演化的基本机制，以用于未来的材料开发和应用。

本文要点：

1）对Al₃₀Fe₄₅Cu₂₅前驱体合金进行去合金化成功地制造了具有微米级孔和纳米级孔的双峰多孔铜。研究脱合金过程中的形貌演变，系统地研究了Cu-Fe-Al合金的脱合金过程。通过在脱合金过程中结合3D形态演变，化学成分演变和定量3D形态参数演变的分析，阐明了双峰多孔结构的形成。微米级的孔是由富铁相的脱合金形成的，纳米孔的形成来自富铜相的简单脱合金。

2）原位同步加速器X射线纳米断层扫描技术直接可视化和量化脱合金过程中的多尺度孔形成。对弯曲的3D形态学分析表明，微孔的存在可以补偿由于纳米孔导致的扩散路径长度的增加，这促进了多孔结构内的扩散。

总的来说，该工作的重点是引入一种新的策略来设计具有增强的传输性能的多尺度多孔金属，并阐明了使用先进的同步X射线纳米断层扫描进行系统3D形态演化来研究其基本机制，以用于未来的材料开发和应用。

Lijie Zou et al.,Designing Multiscale Porous Metal by Simple Dealloying with 3D Morphological Evolution Mechanism Revealed via X‑ray Nanotomography, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020

DOI：10.1021/acsami.9b16392

https://doi.org/10.1021/acsami.9b16392