多孔聚合物兼具了多孔结构和聚合物的固有特性，具备原材料丰富、易于加工、结构可控及表面功能可调等优势，是应对环境、能源和健康挑战的有效平台。深入研究其结构特征、制造方法和应用性能，并探讨三者之间的内在联系，不仅有助于揭示其性能调控的基本规律，为研究人员提供可行的设计思路，还能为选择合适的制造方法以实现多孔材料的潜在应用提供方向。

近期，汕头大学刘庆先博士与中国科学技术大学刘之光教授等合作，聚焦多孔聚合物的孔隙结构，深入探讨了聚合物多孔材料的结构特征、制备方法及其在关键应用领域的最新进展。该综述有望为相关领域的研究提供有用的参考和启示。相关工作以“Porous Polymers: Structure, Fabrication and Application”为题发表于国际知名期刊《Materials Horizons》。

文章阐述了多孔聚合物的基本分类及其结构特征。具体从孔隙尺寸、连通性、孔隙率、孔隙分布及孔表面等角度（如图1a-b所示），对各结构参数对材料性能的影响进行了综合解析。同时，将多孔聚合物中固体骨架的类型总结为三种典型结构：连续基质、堆积颗粒和纤维（图1c）。分析了骨架形状与孔隙结构及应用性能之间的关联，指出孔隙和聚合物骨架是不可分割的组成部分，共同构成了一个丰富多样的多孔聚合物体系。在设计和生产过程中，应同时考虑这两者的相互作用，以实现最优的多孔结构和使用性能。

其次，文章回顾和总结了多孔聚合物常用的制造技术。聚合物的出色可成型性是其广泛研究和应用的主要原因之一，这一特性在多孔聚合物中也得到了良好继承。过去几十年间，研究人员开发了多种技术，实现了对多孔聚合物在多维度上的结构控制，这是多孔聚合物蓬勃发展的关键因素，并为高性能材料的简单和可扩展生产提供了多样化的选择。论文详细介绍了这些技术的工作原理、所得材料的结构特征及其应用范围，包括静电纺丝、呼吸图案法、气体发泡、相分离法、冷冻干燥和模板法（如图2所示）。随后，文中明确了多孔聚合物的孔隙结构与其性能指标（如弹性模量、反射/散射特性、通道效应及空间负载和约束能力）之间的密切关系。基于这些指标，详细讨论了孔隙结构对材料性能的影响规律，并全面评述了多孔聚合物在柔性压力传感器、热管理、电磁屏蔽、声学吸收、气体或液体吸附与分离、催化、能量存储、组织工程、药物输送以及其他潜在应用中的表现。

最后，文章系统分析了多孔聚合物在各环节中面临的挑战，并探讨了相应的应对策略，为该领域的进一步发展和应用提供了有价值的见解。汕头大学刘庆先博士为本文的第一作者兼通讯作者，共同通讯作者为刘之光教授和王泉院士。此外，该工作还得到了南方科技大学郭传飞教授、刘金龙博士以及中物院电子工程研究所万永彪助理研究员等的大力支持。研究获得了国家自然科学基金、广东省自然科学基金和广东省科技专项资金等项目的资助。原文链接： https://doi.org/10.1039/D4MH01618A。

图文：工学院