近日，中國科學(xué)院青海鹽湖研究所溶液化學(xué)課題組李武、張波研究員團(tuán)隊(duì)在基于電化學(xué)學(xué)科方向的新型鎂基材料制備與應(yīng)用方面取得新進(jìn)展。其科研成果“電沉積高強(qiáng)度3D網(wǎng)狀氫氧化鎂薄膜的結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)機(jī)制及超疏水應(yīng)用”，基于電化學(xué)結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)理念進(jìn)行了深度挖掘研究，使氫氧化鎂制備過程擺脫了傳統(tǒng)反應(yīng)體系的束縛，在氫氧化鎂薄膜和超細(xì)納米顆粒制備方面突破了瓶頸，并拓展了氫氧化鎂在仿生材料和高性能鋰離子電池等領(lǐng)域的應(yīng)用。

所謂“電化學(xué)結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)”理念，由溶液化學(xué)課題組研究團(tuán)隊(duì)提出，是指通過電場作用在電極界面上實(shí)現(xiàn)分子尺度結(jié)構(gòu)的可控構(gòu)建，對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的電合成過程產(chǎn)生主導(dǎo)性誘導(dǎo)作用。在薄膜材料制備方面，利用結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)電沉積法可根據(jù)實(shí)驗(yàn)者對(duì)誘導(dǎo)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，控制氫氧化鎂晶體生長，最終獲得蜂巢狀、毛衣狀等多種尚未見報(bào)道的3D網(wǎng)狀氫氧化鎂薄膜。該薄膜具有優(yōu)良的力學(xué)性能和結(jié)合力，經(jīng)表面改性后，可使薄膜表面呈現(xiàn)與自然界中荷葉類似的超疏水特性，在金屬防腐領(lǐng)域展現(xiàn)出良好潛力，對(duì)金屬基底的腐蝕防護(hù)效果可達(dá)99.9991%。

電化學(xué)結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)制備氫氧化鎂薄膜、納米顆粒及仿生表面、高性能鋰電池應(yīng)用

在納米顆粒制備方面，基于電化學(xué)結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)理念，研究人員在電極表面自組裝構(gòu)建柔性受限空間，利用空間限制、鎂源阻斷和原位改性等組合手段，成功獲得中位徑小至15納米的超細(xì)納米氫氧化鎂顆粒。這項(xiàng)技術(shù)解決了傳統(tǒng)反應(yīng)體系中納米氫氧化鎂制備存在的粒徑難以控制到100納米以下、易團(tuán)聚、過濾困難和堆密度低等難題。通過粒徑的突破，納米氫氧化鎂呈現(xiàn)出全新理化性質(zhì)，可用于新型鎂基鋰離子電池的制造。通過鎂基界面上“烷基鏈搖曳”設(shè)計(jì)，可顯著提升電池的寬溫域性能。

本項(xiàng)成果相關(guān)研究結(jié)論獲得業(yè)界認(rèn)可，在青海省科技廳組織的成果評(píng)價(jià)會(huì)議中，專家委員會(huì)對(duì)該項(xiàng)成果進(jìn)行了高度評(píng)價(jià)。