近日，我校機械工程學院材料學團隊彭小敏教授“仿生”類合作研究成果以“Bamboo-Membrane Inspired Multilevel Ultrafast Interlayer Ion Transport for Superior Volumetric Energy Storage”為題、以研究長文（Research Article）形式發表在國際材料類頂尖期刊Advanced Functional Materials。彭小敏教授與昆士蘭科技大學梅俊博士為共同第一作者，昆士蘭科技大學孫子其教授為通訊作者，湖南工程學院為第二完成單位。

竹子被吉尼斯世界紀錄記載為地球上生長最快的植物，據報道其24小時生長高度可達910毫米，生長速度接近40毫米/小時。竹子的快速生長需要水和電解質從根部到生長端的超快速高通量傳輸，附着在竹莖内壁上的竹膜是水和電解質運輸的關鍵通道。論文研究發現：天然竹膜具有獨特的多級層狀結構；最外層為大層間間距傳輸通道，可實現快速潤濕和液體擴散；而與竹莖連接的内層結構具有非常有限的層間間距而形成納米流體效應，可實現分子/離子超快傳輸。

受此啟發，論文利用高比表面積二維材料以及合理的表面和層間工程設計，模仿具有多級離子傳輸通道的天然竹膜，成功制備了一系列二維石墨烯/二維氧化钴異質結構膜用于離子存儲器件，滿足了儲能器件對離子和電荷在電極超快擴散和傳輸的要求，提高了儲能裝置的電化學性能。論文研究成果可為二維材料在新興能源存儲器中的高效應用提供有效策略。

天然竹膜的結構表征以及仿生電極設計原理

彭小敏教授受邀訪學于昆士蘭科技大學，主要工作為指教研究生和項目合作研究。期間利用其在塗層、薄膜制備方面的研究積累，以指導研究生的方式深度參與“二維材料在新型儲能器件中的應用”等課題，其另一項“仿生”類合作研究成果已發表于Energy Storage Materials。近年來，機械工程學院材料學團隊成員以多種形式加強與國内外知名高校、優秀課題組的學術交流與合作，合作研究成果相繼發表在Nano Energy (高平平博士，2021年)，Progress in Materials Science (周麗博士，2021年)，Acta Materials (黃煉博士，2018年)等材料類頂尖期刊，同時合作申報國家重點研發計劃子課題1項(高平平博士，主持，2020年)，總裝備部預研基金1項(吳安如教授，主持，2019年)，團隊的研究實力和學術影響得到有效提升。