亚纳米线（SNWs）是直径接近单晶胞尺度（<1 nm）的一维材料，不仅具备无机材料的功能性，并且由于构象相似性，具有独特的类高分子性质，例如柔性、构象多样性、粘弹性等，在偏振光学器件、信息加密、液体运输、催化等方面展现了卓越的性能。然而，传统合成方法依赖高温高压的反应条件，产量低，阻碍了其规模化应用。

近日，北京理工大学化学与化工学院张思敏教授团队在《Small Methods》上发表了最新研究成果“Sustained Metal Ion Release-Controlled Synthesis of Polyoxometalate Subnanowires”，第一作者为化学与化工学院博士生马荣珠。研究通过金属离子缓释策略，诱导金属离子与多金属氧酸盐动态定向组装，在50℃，常压的温和反应条件下成功制备出银离子-磷钼酸（Ag-PMA）SNWs。

图1：Ag-PMA SNW的结构和成分。

该方法得到的Ag-PMA亚纳米线具有柔性，由纳米颗粒组成，直径约在0.8 nm，将其分散在环己烷等良溶剂中，可形成稳定的自支撑凝胶，展现了独特的类高分子性质。

图2：Ag-PMA SNWs的生长机理。

Ag-PMA SNWs的"分解-重组"动态生长过程如图2所示：PMA先自组装成亚纳米线，Ag+缓释后吸附在PMA上，破坏原有结构，形成二维片层，最终与磷钼酸协同组装成Ag-PMA亚纳米线。分子动力学模拟（图2f-i）证实Ag-PMA SNWs整体的形成过程。

图3：合成方法的普适性研究。

此外，这种合成方法具有普适性，可以合成钒、锰、铁、钴、铜、锌、铋、铬、镍的金属离子-磷钼酸的SNWs，甚至实现双金属/三金属SNWs的精准调控。所有金属的SNWs均具超细直径（<1 nm）、超高长径比和柔性，在非极性溶剂中自发形成稳定凝胶。

图4：SNWs的可纺性。

SNWs的类高分子特性突破传统限制，实现了无聚合物添加的无机材料静电纺丝。Ag-PMA SNWs可直接纺成直径3微米的光滑纤维，元素分布均匀，纤维内部的SNWs平行排列，具有良好的机械性能。同时，其余的金属离子-磷钼酸SNWs均能成功纺成自支撑织物，为无机功能纺织品奠定工艺基础。

图5：Ag-PMA SNWs织物的光热转换。

Ag-PMA SNWs纤维薄膜展现出优异的光热性能。在1个太阳光强下，100秒内可从室温升至67.5℃。通过调控纺丝工艺，可进一步制成智能织物，包括连衣裙、围巾、手套等，在光照下快速升温。该织物兼具轻量化（无基底）、柔性加工和高效能量转换特性，为可穿戴光热器件提供新材料解决方案。

论文链接：https://doi.org/10.1002/smtd.202500825

人物简介：

张思敏，北京理工大学教授，博士生导师。主要从事类高分子亚纳米材料的相关研究，获国家自然科学基金优秀青年科学基金项目、面上项目、中国科协青年人才托举工程、北京理工大学特立青年学者等项目支持。以第一及通讯作者身份在Science，J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等国际顶级期刊上发表论文三十余篇，获得多项国家发明专利。

近期团队发表论文如下：

1. Journal of the American Chemical Society, 2025, DOI: 10.1021/jacs.5c11335

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c11335

2. Journal of the American Chemical Society, 2025, 147, 30, 26626-26634

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c06958

3. Nano Research 2025, 18, 5, 94907334

https://www.sciopen.com/article/10.26599/NR.2025.94907334

4. Small, 2025, DOI: 10.1002/smll.202506167

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202506167

5. Fundamental Research, 2025, DOI: 10.1016/j.fmre.2025.03.021

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325825002080