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近日，复旦大学材料科学系赵婕课题组和化学系李伟课题组在
Angewandte Chemie
期刊上合作发表了题为“
Multiscale Engineered Bionic Solid-State Electrolytes Breaking the Stiffness-Damping Trade-Off”
的研究论文。研究团队受牙釉质超结构的启发，设计并开发出一种由非晶
TiO
2
纳米管阵列与聚合物电解质
PEO
交织而成的仿生复合固态电解质，实现了高刚度（杨氏模量达
15 GPa
，硬度为
0.13 GPa
）和优异的阻尼性能（
tanδ=0.08
），成功解决了传统固态电解质中刚度与阻尼难以兼顾的问题。一方面，这种电解质拥有媲美无机固态电解质的刚度，可有效抑制锂枝晶的生长；另一方面，其阻尼性能接近于聚合物固态电解质，确保了与电极的紧密接触。
此外，该仿生复合固态电解质在室温下展现出优异的离子电导率（
1.34×10⁻⁴ S·cm⁻¹
）和较高的锂离子迁移数（
0.62
）。研究表明，非晶结构相比晶体结构更有利于聚合物链段的扩散运动，从而促进锂离子的迁移。同时，非晶陶瓷中的高浓度氧空位（
O
v
s
）作为路易斯酸活性位点，有效促进了锂盐的解离，高度有序的无机
-
有机界面降低了锂离子扩散路径的迂曲度，协同提升了锂离子传输效率。
