多孔复合材料以其轻质、隔热和力学性能在工程领域具有重要意义。然而，孔隙度的增加通常会降低力学强度，从而在力学和重量之间做出权衡。优化固体结构的强度是提高力学强度和轻量化的有效途径。天然骨材料通过其特有的有机-无机纳米杂化结构获得了轻质高强特性。然而，受限于多孔材料的制备方法，兼顾仿生类骨纳米有序结构和介观多孔结构这类多级结构材料仍然是一个挑战，因而也限制了多孔材料的性能。

  浙江大学唐睿康教授、刘昭明研究员合作团队认为可以通过构建有机分子与矿物分子之间的预相互作用，从而利用有机分子的线性聚合反应诱导无机矿物自发有序组装，促进仿生有机-无机类骨结构的形成，从而解决上述挑战难题。研究团队借鉴前期研究中所开发的无机离子寡聚体（Nature 2019, 574, 394）以及其官能团化修饰策略（Nature 2023, 619, 293）,通过磷酸钙无机离子寡聚体（CPOs）与有机分子丙烯酰胺（AM）预先构建有机分子与无机分子之间的氢键作用力，得到有机-无机杂化前体。进一步通过丙烯酰胺的线性聚合诱导磷酸钙有序排列生长，并自发组装形成仿骨有序纳米结构。由于其自发有序化，因而通过冷冻干燥方式构建多孔材料时，不影响其仿骨有序纳米结构，进而制备了轻质高强多孔复合材料。相关研究成果以“Organic–Inorganic Copolymerization Induced Oriented Crystallization for Robust Lightweight Porous Composite”为题发表于《Small》上。

图2 复合材料的力学性能。

图5 多孔复合材料的隔热性能。

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202403443