在自然界中，生命系统已经进化出集成结构，匹配优化的纳米流体来适应外部条件。在可充电电池中，高容量电极经常受到活性物质溶解和穿梭到电解质中的关键和普遍瓶颈的困扰，从而造成不可避免的容量下降的阻碍。

近日，北京理工大学Li Li，陈人杰教授将智能纳米流体的概念引入到电极中，提出了一种具有分层结构的叶生物仿生电极结构来解决这一问题。

文章要点

1）这种具有微调表面孔和无障碍内部多孔介质的集成结构可以以有效和自保护的方式在空间上控制各向异性纳米流体通量：定制电极表面的流出和内部的自由传输，以确保快速和稳定的能量转换。

2）作为概念证明，研究人员通过用树叶生物启发的架构设计实现落叶和废商业电池中再生的可持续电极应用。结果显示，与开放式多孔结构(0.60%和0.39%)相比，K-CoS₂和K-S电池系统均表现出先进的稳定循环，有效缓解了这种智能架构中的穿梭问题（每次循环容量衰减0.15%和0.21%），即使在高面质量负载下也是如此。

这项工作有望为从仿生观点到具有调节表面屏蔽的集成电极工程铺平道路，以克服高容量材料面临的普遍溶解-穿梭问题。

参考文献

Xixue Zhang, et al, Achieving Sustainable and Stable Potassium-Ion Batteries by Leaf-Bioinspired Nanofluidic Flow, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202204370

https://doi.org/10.1002/adma.202204370