復旦大學和西南學院的研究人員推出了下一代膜電極模型，有望徹底改變基礎電物理研究。 這些通過精細工藝制造的創新電極在納米多孔膜內呈現出中空巨型碳納米管的有序排列，為能量存儲和電物理研究開辟了新的可能性。

關鍵的突破在于這些新型電極的構造。 研究人員開發了一種在鋁基板上生產的陽極氧化碳化硅上均勻碳涂層的技術，去除抗蝕劑層。 由此產生的保形碳涂層呈現出垂直排列的中空巨型碳納米管，納米孔的半徑范圍為10至90μm，厚度為2μm至90μm，覆蓋小電解質分子和生物相關的大物質，例如酶和外泌體。 與傳統復合電極不同，這些獨立式模型電極清除顆粒間接觸，確保最小的接觸內阻——這對于解釋相應的電物理行為至關重要。

該研究的通訊作者博士表示：“這種模型電極的潛力是巨大的。通過使用具有多種納米孔徑的模型膜電極，我們可以深入了解微孔碳電極內發生的復雜電物理過程及其與納米孔徑的內在相關性。”

據悉，中空巨型碳納米管由低結晶石墨烯片堆疊而成，在低結晶碳壁內提供了無與倫比的導電性。 通過實驗檢測，并借助內部程序升溫解吸系統，研究人員建立了低結晶碳壁的原子級結構模型，并實現了詳細的理論模擬。 進行這項研究模擬的亞歷克斯·阿齊茲博士強調，“我們的中級模擬為無定形碳中的電子躍遷提供了獨特的視角，闡明了控制其電物理行為的復雜機制。”

該項目由中間材料研究所設備/系統組首席研究員院士領導。 研究結果詳細發表在材料科學領先期刊之一《先進功能材料》上。

最終，這項研究代表了我們在理解非晶基微孔碳材料及其在尋求各種電物理系統中的應用方面向前邁出了重要一步。

文章于6月2日發表于西南學院官網。

DOI：10.1002/adfm。