有序介孔材料具有独特的介孔、大孔径、高比表面积和介孔通道等特点，在需要高效的表面可及性和扩散的广泛应用中具有优势。例如，大而有序的中孔骨架有利于内部的传质。较高的比表面积可以增强对目标分子和离子的吸附和负载。然而，尽管已经报道了功能介孔材料的发现和应用，该领域仍有两个关键的问题尚未解决：i）原子、纳米和微米尺度的精确控制；ii）未完成的元素和组成。
近日，复旦大学赵东元院士指出了当前介孔材料科学面临的两个重要挑战，并介绍了各自的突破和克服的典型研究。
文章要点
1）发展某些组装策略，研究人员现在能够获得多功能的Si、C和Ti基有序介观结构和纳米结构。然而，为了进一步推动这一领域的发展，需要应对几项挑战。目前，仍然缺少实现从原子到纳米和微观层面的精确控制的系统方法论和理论。大多数方法不能实现通用性调控，手性、尺寸、亲水性和活性中心分布等相关物理化学特性的调控也有待探索，规模化生产技术还很有限。此外，要洞察溶液处理的组装行为和确定纳米或原子级结构是非常困难的。引进先进的中间观测和结构分析技术十分重要。除了它们的合成外，我们预计在未来十年内，在传统的吸附和分离、涉及大分子的催化到尖端光电子学以及生物医学设备等各种应用方面都将取得重大进展。
2）除了介孔二氧化硅和碳以外，目前，人们还缺乏可靠的方法来精细控制其他具有潜力的介孔材料。精密合成的发展将极大地促进新型介孔材料的设计和高性能应用，包括但不限于具有联合纳米结构域的多功能集成介孔结构和具有独特光学/电学性质的介观异质结构。在具有高度定制的结构参数的可靠的合成方法的前提下，定量地强调结构与性能的关系是可行的。
总之，功能介孔材料已经逐渐成为研究分子获取和扩散潜力的平台，也是各个研究人员探索纳米科学基础意义的交叉领域。
参考文献
Dongyuan Zhao, Functional Ordered Mesoporous Materials: Present and Future, Nano Lett., 2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c00902
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c00902
