Программируемые мезопористые углеродные архитектуры из сжиженной древесины посредством самоорганизации, опосредованной реакционной эмульсией

Разработка программируемых систем самоорганизации на основе биомассы для точного управления морфологией и архитектурой углерода остается сложной задачей, прежде всего из-за присущей биомассе неоднородности, препятствующей контролируемой сборке. В настоящей работе предложена стратегия, основанная на реакционной эмульсии и биомассе, для превращения сжиженной древесины в различные мезопористые углеродные наноматериалы. Синтез включает введение триоктилфосфата (TOP) в качестве гидрофобного агента набухания композитных мицелл и модификатора межфазной границы, что изменяет предпочтительную кривизну и тенденцию к упаковке мицелл и смещает путь сборки от однородной водной самоорганизации к анизотропной организации, связанной с межфазной границей. Это сопряженное регулирование постепенно снижает плотность упорядоченных мезоканалов в волокнистом каркасе и способствует переходу от упорядоченных мезопористых нан волокон к полым нан волокнам и чашеобразным архитектурам. Изготовленный смешанный ионно-электронный термоэлектрический генератор (MTEG) на основе полых углеродных нан волокон демонстрирует высокую термоэлектродвижущую силу 12,33 мВ K–1 (при сопротивлении 40 кОм). Данная стратегия открывает универсальный путь к созданию мезопористых углеродных материалов на основе биомассы с регулируемыми морфологией и архитектурой пор.