孙子奇教授的目标是开发一个项目，模拟像鱼鳞、贝壳和苍蝇眼睛等自然物体的光学和结构特性，以构建一个可持续的能源解决方案。在穿过布里斯班城市植物园时，Sun受到了执行这个项目的激励。
电池增强膜的灵感来自竹子。图片来源:昆士兰科技大学。
孙教授和他的研究团队包括昆士兰科技大学梅俊博士、彭晓敏教授、张倩博士、张晓琪和廖婷副教授共同参与了该项目。这项研究发表在杂志上先进功能材料。亚博网站下载
这项研究揭示了研究人员的方法，他们的动机是竹竿内部的多层膜。孙教授说，只有一张纸那么厚的薄膜可以让水分和营养物质以每小时40毫米的速度向竹子中流动。
根据孙教授的说法，这种薄膜是由多层组成的，每一层都在最靠近竹子内环的一边紧密地排列在一起，而离竹子中心最近的一边也更远。这些层的表面还具有多孔结构。
孙教授问:为什么竹子有这种薄膜?”
它不仅仅是用来装饰的东西，它一定是为了某种特定的功能．
梅俊博士，昆士兰科技大学第一作者
梅博士认为，膜的特殊结构和功能值得深入研究。
膜是储能装置中最重要的组成部分，如果我们能从膜结构与特定功能的关系中找到一种潜在的储能材料，将是一件非常令人兴奋的事情．
梅俊博士，昆士兰科技大学第一作者
科学家们观察到，这种多层夹层结构能够通过两种方式运输竹子中的水分和电解质。
有限间距的内部层状结构有利于电解质和液体的“超流”转移。这意味着液体在植物体内快速流动。外层在各级之间有更大的空间，因此可以使液体通过结构快速分散。
该项目基于之前的工作，强调了二维纳米材料的优势，这种材料非常薄，可以使电池中的离子快速移动。亚博网站下载
自然教会了我们如何用这些二维材料进行设计，以及空间的多层分布如何对高性能电池更有帮助亚博网站下载．
孙子琪，教授，昆士兰科技大学
研究人员利用石墨烯和钴氧化物的“纳米片”层，创造了一种能够模仿自然膜结构的薄膜。这些部件的大小是人类一根头发的10万倍。
研究人员利用竹片一侧的吸力来模拟竹片的层状结构。
最近的层进一步组织得更紧密，它们之间的距离小于5 nm。同时，随着薄膜层的堆积，吸力逐渐减小，直至薄膜层之间的间距达到2200 nm。1纳米是1米的十亿分之一。
研究人员开发了一种生物激发膜，直径为50毫米，厚度为数十微米(一微米等于0.001毫米)，由数千层组成。通过将该膜放入锂离子电池，评估其转移离子的潜力。研究发现，与通常用于电池电极的其他材料相比，这种薄膜表现出了更高的性能。亚博网站下载
科学家们评估了薄膜的润湿性，即液体与固体表面保持接触的潜力。他们还证实了生物激发膜对有机电解质表现出超润湿行为。这说明电解液从表面进入内膜没有障碍。
孙教授总结道:该研究为高性能能源材料的设计提供了新的思路。亚博网站下载最重要的是，通过学习大自然的伟大，它为未来的材料干预铺平了道路亚博网站下载．”
期刊引用:
梅,J。等．(2021)基于竹膜的多层超快层间离子传输技术。先进功能材料亚博网站下载．doi.org/10.1002/adfm.202100299．
来源:https://www.qut.edu.au/