层状双金属氢氧化物(LDHs)膜也称为类水滑石膜，以其独特的结构及多样化特性在能源、催化、智能防腐等许多领域中具有广泛的应用。然而，现有LDH膜的制备工艺不适合大规模生长且不可控。近日，厦门大学宋光铃教授及其博士生朱艺星与德国亥姆霍兹吉斯达赫特材料和海洋研究中心Mikhail Zheludkevich教授合作在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文：受一种名为“落地生根”（Bryophyllum Pinnatum）的草本植物具有肆意生长特性的启发，首次引入可牺牲的共溅射锌-铝中间层作为“种子”，在不加入任何金属离子的温和水热条件下实现了中间层向LDH膜的原位转化生长。该研究设计了基于易调控锌/铝溅射膜的电偶模拟实验，将传统研究中对复杂水热组分的探究转移到对锌/铝电偶表面组织结构演变的探究，克服了多相水热溶液实时监测困难的问题，揭示了Zn-Al LDH膜的原位化学转化机制。
图1 以草本植物从种子落地生根到生长发芽的过程类比“可牺牲”中间层向LDH膜实现原位转化的过程。 基于“选择性溶解”和“溶液渗透”的结构转化机制实现了在任意材质、大小和形状的基底材料上制备大规模、厚度可控的LDH膜。该研究不仅开发了一种制备具有多尺度特性的LDH膜的新策略，同时揭示了LDH膜复杂的原位转化机理，为拓宽LDH材料在先进智能科技及工业上的实际应用提供了理论基础。图2 不同材质、尺寸和形状上大小的基底材料上LDH膜的可控转化生长。基金：This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51731008 and 51671163). Yi-Xing Zhu would like to thank China Scholarship Council for providing support(202006310139).
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