具有多孔性的二維 (2D) 無機納米材料具有獨特的尺寸相關特性、高比表面積和優異的質量傳輸，在能量轉換和存儲的各個領域應用十分廣闊。由于尺寸特征和高孔隙率，2D多孔無機納米材料具有有趣的特性，但圓形2D形狀的受控生產仍然具有挑戰性。

在此，韓國科學技術院（KAIST）Jinwoo Lee等人設計了一種簡單的方法，通過在聚合物-聚合物界面集成嵌段共聚物 (BCP) 自組裝和微疇的取向控制來生產二維多孔無機納米硬幣 (NC)。含有BCP和均聚（甲基丙烯酸甲酯）（hPMMA）的多組分混合物設計用于先進行宏觀相分離，然后進行微相分離。

BCP平衡的界面兼容性允許在富含BCP的相和hPMMA基質之間的界面處垂直取向的層狀組裝，層狀結構的分解和煅燒產生被微孔穿孔的超薄二維無機NC。

圖1. 2D多孔無機納米硬幣的合成示意圖

這種方法可以控制 NC 的厚度、尺寸和化學成分。2D多孔酸性鋁硅酸鹽NC (AS-NC) 用于制造鋰硫電池的超薄輕質功能隔膜。

AS-NC層充當離子篩以選擇性地阻止多硫化鋰。豐富的酸性位點用于化學捕獲多硫化物，并通過微孔將其排除在外，因此硫的利用率和循環穩定性增加。這項研究提供了對基于聚合物的多組分混合物的相行為的理解，并深入了解了具有許多應用的新型二維多孔無機材料的合成。

圖2. 基于AS-NC隔膜的鋰硫電池的電化學性能

Polymer Interface-Dependent Morphological Transition toward Two-Dimensional Porous Inorganic Nanocoins as an Ultrathin Multifunctional Layer for Stable Lithium–Sulfur Batteries, Journal of the American Chemical Society 2021. DOI: 10.1021/jacs.1c05562