近日，《Nature Communications》杂志在线发表了武汉理工大学麦立强教授课题组在复杂纳米管可控制备及储能应用方面研究取得的最新成果，该项研究得到国家重大基础研究计划、国家杰出青年科学基金等项目的资助。
　　纳米线和纳米管因其独特的性质在能源存储和太阳能电池等领域引起了广泛关注。然而，由于传统合成方法的局限性，多数无机纳米管，尤其是多元素氧化物和双金属氧化物纳米管，却鲜见报道。麦立强教授课题组率先提出采用一种梯度静电纺丝技术和可控热解相结合的方法，可控制备了多种一维复杂纳米结构。该策略的关键点在于静电纺丝过程中，实现并证明了三种不同分子量的聚乙烯醇沿径向的梯度分布。这种简便的合成策略具有普适性，通过调节不同的烧结过程，可以制备出多种无机多金属氧化物、双金属氧化、单金属氧化物等的介孔纳米管和豌豆状纳米管。获得的介孔纳米管材料在锂离子电池、钠离子电池和超级电容器方面的应用，均具有优异的电化学性能。例如，制得的Li3V2(PO4)3介孔纳米管作为锂离子电池正极材料，在10 C高倍率下，经过9500次循环后仍具有80%的容量保持率。该材料优异的电化学性能归因于这种介孔纳米管结构，能有效地提供大的比表面积、短的离子/电子传输路径和高的结构稳定性。该工作首次提出通过采用不同分子量的同一聚合物来实现静电纺丝过程中的梯度分布，提供了一种有效的策略来可控制备复杂纳米管，在储能领域及其他领域均具有重要的科学意义和巨大的应用潜力。