具有定制开口窗口和可调表面交叉凹槽的规整介孔超粒子

具有开口窗口和可控表面凹槽的规整中空介孔超粒子可以显著提高水系锌离子混合电容器的高负载性能，但其合成仍是一项重大挑战。在此，展示了一种静电力辅助的单胶束限域自组装策略，用于合成此类规整介孔中空超粒子。该介孔超粒子的特征在于中心具有中空结构（约250 nm）和定制的横向窗口（35–50 nm），使超粒子能够从内表面到外表面完全连通，且中空壳层上有序排列着单层球形介孔（约15 nm），从而形成独特的交叉凹槽。值得注意的是，可以实现对水平和垂直凹槽的宽度（29.5–62.4 nm）、深度（2.1–40.7 nm）以及数量（11 × 11–5 × 5）的精准调控。最后，该介孔超粒子作为水系锌离子混合电容器中的高负载电极，表现出微弱的极化、高比容量（在 0.1 A g –1 下为 205 mAh g, –1 ）以及优异的倍率性能（在 10 A g –1 下为 105 mAh g –1 ）。表面凹槽的可调性实现了电荷转移速率和离子扩散速率的正交调控。该介孔超结构展现了在不同环境中进行储能应用的应用潜力。