摘要：纳米材料在纳米尺度展现出的特殊性质,相较于宏观尺度材料表现出众多优异特性,在力学、声学、光学、磁学、电学、热学等各种领域具有良好的应用前景。纳米材料的仿生自组装技术模拟活体生命活动,使纳米材料基于非共价键的相互作用,自发形成稳定结构,现已成为制备纳米材料的主要方法之一。仿生自组装技术是"自上而下"方法中的重要技术手段,这种合成方式有望代替传统的"自上而下"加工技术,实现单个原子或分子在纳米尺度上构造特定结构和功能的器件。另外,仿生自组装技术虽然以化学过程为主,但又有物理过程,并且结合了"仿生学"的优点,具有定向构造纳米材料的特点,是众多交叉学科的热门研究手段。本文重点介绍了纳米材料在形貌和性能调控中不同的仿生自组装合成策略,包括屏蔽效应的位相选择自组装、双相界面协同效应的仿生自组装、场诱导定位效应的功能器件一体化制备、光诱导自组装以及羟基氢键驱动的分相自组装,总结了仿生自组装纳米材料的特性,归纳了自组装技术在传感器、表面拉曼散射、生物医疗等领域的应用,并对纳米材料仿生自组装技术的发展前景进行了展望。

摘要：气凝胶材料被誉为"21世纪改变世界的神奇材料",其独特的超多孔结构使其具备众多优异特性,有着广泛的应用前景.然而,气凝胶材料自身结构的脆弱和繁琐的制备流程严重制约了其普及应用.本工作概述了气凝胶材料的发展现状,总结了气凝胶材料常用的几种结构强化策略,介绍了近年新出现的仿生强化、浓差诱导强化和微波烧结等工艺优化增强等方法,并展望了气凝胶材料的未来发展前景.

摘要：能源危机和环境污染是当今人类社会面临的全球性难题,减少二氧化碳(CO_(2))和其他温室气体的排放,实现碳中和是当务之急。以“能量的提供–储存–消耗–再提供”为目标的“人工生态循环”系统可以通过消耗CO_(2)获取物质和能源并实现循环利用,有助于缓解上述问题。气凝胶材料具有超高孔隙率、超大比表面积和超低密度等特性,其连续三维网络结构不仅能够提供丰富的电荷转移通道,而且可以作为载体来掺杂或负载各种有机或无机活性材料以获得催化性能优异的复合材料,在“人工生态循环”系统,包括光化学、电化学、储能材料等领域具有广泛的应用前景。概述了气凝胶材料在人工生态循环中光化学、电化学、人工固氮、储氢、热电材料等方面的相关应用,并对气凝胶材料的发展前景进行了总结和展望。