热物理特性调控优化孔隙

18/22热物理特性调控优化孔隙第一部分多孔材料热导率调控机制分析 2第二部分孔隙尺寸与热导率关系研究 4第三部分孔隙连通性对热导率的影响 7第四部分界面热阻优化策略 9第五部分纳米孔隙结构热传导增强 11第六部分复合孔隙结构热物理特性调控 13第七部分相变材料孔隙强化热调控 16第八部分多尺度孔隙结构设计优化 18

第一部分多孔材料热导率调控机制分析关键词关键要点主题名称：尺寸效应调控热导率

1.纳米尺度孔隙的存在阻碍声子传输，降低热导率。

2.孔隙尺寸减小会导致声子散射边界增加，进一步降低热导率。

3.优化孔隙尺寸分布可调控声子平均自由程，从而优化热导率。

主题名称：界面热阻调控热导率

多孔材料热导率调控机制分析

1.孔隙几何结构调控

*特定孔径分布：选择合适的孔径分布可以调控热导率。较小孔径的孔隙具有较大的热阻，而较大的孔隙可以提供热传导路径。通过优化孔径分布，可以有效调控热导率。

*孔隙形状：孔隙的形状也会影响热导率。圆形或球形孔隙比不规则形状的孔隙具有更小的热阻。因此，通过控制孔隙形状，可以提高热导率。

*孔隙取向：孔隙的取向也是热导率调控的一个重要因素。沿着热流方向排列的孔隙可以形成热传导路径，提高热导率。

2.孔隙壁特性调控

*孔隙壁厚度：孔隙壁的厚度会影响热导率。较薄的孔隙壁具有较小的热阻，有利于提高热导率。

*孔隙壁材料：孔隙壁的材料性质也会影响热导率。热导率较高的材料可以有效地传导热量，从而提高多孔材料的整体热导率。

3.孔隙填充调控

*气体填充：气体填充的多孔材料通常具有较低的热导率。这是因为气体的热导率很低。

*液体填充：液体填充的多孔材料的热导率通常高于气体填充的材料。液体具有较高的热导率，可以有效地传导热量。

*固体填充：固体填充的多孔材料的热导率通常最高。固体的热导率比气体和液体都要高，因此可以有效提高多孔材料的整体热导率。

4.孔隙表面改性

*亲水性或疏水性表面：亲水性表面的孔隙可以吸附水分，从而提高热导率。疏水性表面的孔隙会阻止水分吸附，从而降低热导率。

*表面粗糙度：表面粗糙度也会影响热导率。粗糙的表面可以提供更多的热传导路径，从而提高热导率。

5.热扩散参数调控

*有效热导率：有效热导率是由材料的固有热导率和孔隙结构决定的。通过优化孔隙结构，可以提高有效热导率。

*局部热平衡：局部热平衡假定孔隙壁材料和孔隙内部流体之间的温度差很小。这种假设可以简化热导率计算。

*非局部热平衡：当温度差较大时，局部热平衡假定不再成立。非局部热平衡效应会降低热导率。

通过综合考虑上述调控机制，可以实现对多孔材料热导率的精确调控。这对于设计和开发具有特定热导率特性的多孔材料具有重要意义。第二部分孔隙尺寸与热导率关系研究关键词关键要点孔隙尺寸与热导率定量关系

1.建立孔隙尺寸与热导率的定量模型，精确预测不同尺寸孔隙的热导率。

2.利用分子动力学模拟或其他数值方法验证模型的准确性，为实验测量提供理论指导。

3.探索孔隙尺寸分布对热导率的影响，为纳米孔隙材料的热性能优化提供设计原则。

孔隙缺陷对热导率的影响

1.研究孔隙缺陷类型（如裂纹、空穴）对热导率的影响，揭示缺陷对热传输路径的阻碍作用。

2.分析缺陷密度、尺寸和分布对热导率的影响规律，为缺陷控制和消除提供优化策略。

3.探索修复或填充孔隙缺陷的新方法，提高材料的整体热导率。

孔隙结构与热界面电阻

1.研究孔隙结构对热界面电阻的影响，阐明不同孔隙形状、尺寸和分布如何影响热量在界面上的传递。

2.探究孔隙界面热导率的增强机制，如界面散射、声子局域化的优化。

3.提出针对孔隙结构的界面热阻调控策略，改善界面热传输性能。

孔隙介质热输运机理

1.阐述孔隙介质中热传导、对流和辐射的耦合机制，揭示不同传热模式在不同孔隙结构下的优势。

2.分析孔隙尺寸、形状和分布对热输运机理的影响，为优化孔隙介质的热性能提供理论基础。

3.探索多尺度建模和实验方法相结合，全面揭示孔隙介质中的热输运过程。

孔隙表面修饰对热导率的调控

1.研究孔隙表面修饰方法（如化学键合、物理吸附）对热导率的影响，阐明修饰层对声子传输的影响。

2.探索孔隙表面润湿性、粗糙度和化学组成对热导率的调控规律，为纳米孔隙材料的热性能定制化提供设计指南。

3.开发新型孔隙表面修饰技术，有效提高孔隙材料的热导率。

新型孔隙材料的热导率探索

1.合成具有独特孔隙结构和热性能的新型孔隙材料，拓展孔隙材料的热学应用范围。

2.探索金属有机框架（MOF）、共价有机框架（COF）和多孔碳材料等新型孔隙材料的热导率特性，揭示其结构-性能关系。

3.推动新型孔隙材料在热管理、电子散热和催化等领域的应用，解决实际问题。孔隙尺寸与热导率关系研究

引言

热导率是表征材料导热能力的重要热物理性质，它在热管理、电子散热和能源转换等领域有着广泛的应用。近年来，通过控制孔隙尺寸来调控材料的热导率引起了广泛的研究兴趣。

孔隙尺寸对热导率的影响

孔隙对材料的热导率具有显著影响。一般来说，孔隙率越高，热导率越低。这是因为孔隙中的气体或液体热导率较低，会阻碍热流的传递。此外，孔隙尺寸的减小也会导致热导率的下降。

实验研究

众多实验研究表明，孔隙尺寸与热导率之间存在着非单调的关系。对于较大的孔隙尺寸（>100nm），热导率随着孔隙尺寸的增加而增加。这是因为大孔隙可以提供更多的热传导路径。

然而，当孔隙尺寸减小到纳米尺度时，热导率会先随着孔隙尺寸的减小而增加，然后达到一个峰值，最后随着孔隙尺寸的进一步减小而下降。峰值热导率出现在孔隙尺寸为10-20nm左右。

理论建模

为了解释孔隙尺寸对热导率的影响，提出了各种理论模型。这些模型主要考虑了孔隙散射、界面散射和声子散射等因素。

孔隙散射：孔隙会散射声子，阻碍热流的传递。随着孔隙尺寸的减小，孔隙散射的强度增加，导致热导率降低。

界面散射：孔隙与基体材料之间的界面也会散射声子。当孔隙尺寸非常小（<10nm）时，界面散射变得更加重要，导致热导率的进一步降低。

声子散射：孔隙会引起材料内部声子散射的增加。这些散射事件会破坏声子的运动，降低热导率。随着孔隙尺寸的减小，声子散射的强度增加，导致热导率下降。

优化孔隙尺寸

通过控制孔隙尺寸，可以优化材料的热导率。对于需要高热导率的应用，应选择较大的孔隙尺寸。而对于需要低热导率的应用，则应选择较小的孔隙尺寸。

此外，还可以在材料中引入不同尺寸的孔隙来创建梯度结构。这种结构可以同时减小孔隙散射和声子散射，从而提高材料的总体热导率。

结论

孔隙尺寸对材料的热导率有着重要的影响。通过控制孔隙尺寸，可以调控材料的热导率，以满足不同的应用需求。实验研究和理论模型为优化孔隙尺寸和设计高性能热管理材料提供了指导。第三部分孔隙连通性对热导率的影响孔隙连通性对热导率的影响

孔隙连通性是孔隙结构的重要特征，它对材料的热导率有显著的影响。在纳米多孔材料中，孔隙连通性差会导致热导率降低，而孔隙连通性好则可有效提高热导率。

孔隙尺寸和形状的影响

孔隙尺寸和形状对孔隙连通性有较大影响。一般来说，孔隙尺寸越大，孔隙连通性越好。这是因为大孔隙更容易形成相互连接的网络结构。此外，孔隙形状也会影响连通性，例如，长条形孔隙比球形孔隙更容易形成连接网络。

孔隙分布的影响

孔隙分布对孔隙连通性也有显著影响。均匀分布的孔隙更有利于形成连通网络。相反，孔隙分布不均匀会导致孔隙之间存在孤立区域，从而降低连通性。

孔隙取向的影响

孔隙取向是指孔隙相对于材料表面的方向。当孔隙取向一致时，更容易形成相互连接的网络结构，从而提高连通性。特别是在定向孔隙材料中，孔隙沿着特定方向排列，形成高效的热传导通路。

孔隙间距的影响

孔隙间距是指相邻孔隙之间的距离。孔隙间距越小，越容易形成连通网络。这是因为较小的间距有利于孔隙之间形成热桥，促进热量传递。

热导率的定量分析

孔隙连通性对热导率的影响可以通过理论模型和实验测量来定量分析。

理论模型

*Maxwell模型：假设孔隙呈球形且均匀分布，并给出热导率与孔隙率和孔隙尺寸之间的关系。

*Porod模型：考虑了孔隙的形状和取向，提供了更准确的热导率预测。

实验测量

*热扩散测量：利用光热或激光闪法测量材料的热扩散率，并将其与热导率相关联。

*热透射测量：测量材料两侧的温差和热流，从而获得热导率。

优化孔隙连通性以提高热导率

为了优化孔隙连通性并提高热导率，可以采用以下策略：

*增加孔隙尺寸：使用较大的模板或腐蚀剂来形成大孔隙。

*控制孔隙形状：选择合适的模板或刻蚀工艺来形成有利于连通性的孔隙形状。

*均匀分布孔隙：避免孔隙聚集或隔离，确保孔隙均匀分布。

*控制孔隙取向：利用定向模板或外场来控制孔隙取向，形成高效的热传导通路。

*减小孔隙间距：通过优化工艺条件或引入导热填充物来减小孔隙间距，促进热桥形成。

通过优化孔隙连通性，可以显著提高纳米多孔材料的热导率，从而增强热管理和散热性能。这些材料在热电转换、电子器件散热和能源储存等领域具有广泛的应用前景。第四部分界面热阻优化策略关键词关键要点界面热阻优化策略

1.界面调控

*引入功能化界面，如金属涂层或氧化物层，以减小与基底材料的界面热阻。

*优化界面晶体结构，如选择晶格匹配良好的材料，以减少声子散射。

*应用化学键合或机械互锁等方法增强界面结合强度。

2.分散相优化

界面热阻优化策略

界面热阻是阻碍热流通过材料界面的一种阻力。在多孔材料中，界面热阻主要由以下原因引起：

*界面声子散射：声子在通过界面时会发生散射，导致热流损失。

*界面缺陷：界面处存在缺陷，如空隙、晶界和杂质，会阻碍热传导。

*界面电阻：如果界面上有电势差，则会产生界面电阻，阻碍热流。

界面热阻的存在会显著降低多孔材料的热导率，从而影响其热性能。因此，优化界面热阻对于提高多孔材料的热导率至关重要。

目前，常用的界面热阻优化策略有以下几种：

1.纳米复合界面

在多孔材料中引入纳米颗粒或纳米结构可以有效降低界面热阻。纳米颗粒的界面散射面积较小，有利于声子的传输。此外，纳米颗粒还可以填充界面缺陷，提高界面接触。

2.界面功能化

通过对界面进行化学或物理改性，可以降低界面热阻。例如，在界面处引入偶联剂或表面活性剂可以改善界面键合，减少缺陷。此外，还可以通过离子注入或激光退火等方法，改变界面结构，优化热导率。

3.界面层设计

在多孔材料界面处引入一层薄的导热层，可以有效降低界面热阻。这一层通常选择热导率较高的材料制成，如石墨烯、碳纳米管或金属纳米颗粒。导热层可以提供一条低热阻的热传导路径，减弱声子散射和界面缺陷的影响。

4.界面结构调控

通过调控界面结构，可以优化界面热阻。例如，增加界面粗糙度可以增加界面接触面积，降低界面热阻。此外，通过控制界面晶界取向，可以减少声子散射，提高热导率。

5.界面非连续性

在界面处引入非连续性结构，如气隙或空隙，可以降低界面热阻。非连续性结构可以分散界面处的声子散射，减弱界面缺陷的影响。

优化界面热阻的具体效果

界面热阻优化策略的具体效果取决于材料体系和优化方法。一些研究表明：

*纳米复合界面可以将界面热阻降低50%以上。

*界面功能化可以将界面热阻降低30%以上。

*界面层设计可以将界面热阻降低60%以上。

*界面结构调控可以将界面热阻降低20%以上。

*界面非连续性可以将界面热阻降低15%以上。

通过结合多种界面热阻优化策略，可以进一步提高多孔材料的热导率。例如，将纳米复合界面与界面功能化相结合，可以实现高达90%的界面热阻降低。

界面热阻优化策略为提高多孔材料的热性能提供了有效途径。通过优化界面结构和性质，可以显著降低界面热阻，从而提高材料的热导率，使其在热管理、热电转换和电子散热等领域具有广泛的应用前景。第五部分纳米孔隙结构热传导增强关键词关键要点【纳米孔隙结构热传导增强】

1.纳米孔隙具有高比表面积和复杂结构，有利于热传导路径的增加和散热效率的提高。

2.孔隙尺寸、形状和排列方式对热传导性能有显著影响，通过设计优化孔隙结构可以最大化热传导效率。

3.纳米孔隙引入材料中可降低材料的热导率，但同时可以增强材料的热扩散性，实现热管理的平衡优化。

【热界面材料热传导增强】

纳米孔隙结构热传导增强

纳米孔隙结构的热传导性能受到结构特征、孔隙度、孔隙形状、孔隙尺寸、孔隙连接性和界面热阻的影响。研究表明，纳米孔隙结构可以显著增强热传导性能，这归因于以下机制：

表面声子和界面散射的抑制

纳米孔隙尺寸与载波波长相当，可以抑制声子散射，从而减少声子能量损失。此外，纳米孔隙与基底材料之间的界面热阻低，可以有效抑制界面散射，促进热量传输。

界面振动和声子局域模式

纳米孔隙界面处的原子振动可以产生界面声子模式，这些模式在纳米孔隙结构中具有较长的声子寿命，从而增强热传导。

孔隙结构的几何效应

纳米孔隙结构可以提供多条热传输路径，缩短热载流子的传输距离，从而增强热传导。此外，孔隙结构可以形成热波导，引导热量沿着特定方向传输，进一步提高热传导效率。

实验研究

大量的实验研究证实了纳米孔隙结构的热传导增强效果。例如：

*碳纳米管阵列：碳纳米管阵列具有高度对齐的纳米孔隙结构，其热导率可以达到数百瓦/米·开尔文，比纯碳纳米管高几个数量级。

*石墨烯气凝胶：石墨烯气凝胶是由石墨烯片叠加形成的三维纳米孔隙结构，其热导率可以达到几十瓦/米·开尔文，是石墨泡沫的数倍。

*氧化钼纳米孔隙薄膜：氧化钼纳米孔隙薄膜具有有序的纳米孔隙结构，其热导率在垂直于薄膜方向上可以达到50W/m·K，比纯氧化钼薄膜高出50%。

应用潜力

纳米孔隙结构的热传导增强特性使其在以下应用中具有巨大潜力：

*热界面材料：纳米孔隙结构可以作为热界面材料，减少电子器件中的热阻，提高电子器件的散热效率。

*热电材料：纳米孔隙结构可以调控热电材料的热电性能，提高材料的能量转换效率。

*导热复合材料：纳米孔隙结构可以作为导热填料，增强复合材料的整体热传导性能，满足高功率电子器件和航空航天等领域的导热需求。

结论

纳米孔隙结构通过抑制散射、增加界面振动、提供多条传输路径和形成热波导等机制增强了热传导性能。实验研究表明，纳米孔隙结构可以显著提高各种材料的热导率。纳米孔隙结构的热传导增强特性使其在热界面材料、热电材料和导热复合材料等领域具有广阔的应用前景。第六部分复合孔隙结构热物理特性调控关键词关键要点【复合孔隙结构热物理特性调控】

1.复合孔隙结构的构建可以有效调控热导率、热扩散率和热容等热物理特性。

2.通过引入高导热材料、相变材料或低导热材料等，可以实现复合孔隙结构的热物理特性梯度分布，满足不同功能需求。

3.复合孔隙结构的热物理特性调控在电子散热、储能、催化反应等领域具有广泛应用前景。

【孔隙结构对热物理特性的影响】

复合孔隙结构热物理特性调控

导言

孔隙材料的热物理特性对其在隔热、传热和储能等领域的应用至关重要。通过调控孔隙结构，可以优化材料的导热率、热容和比表面积等热物理特性。复合孔隙结构，即同时存在多种尺寸、形状和拓扑结构的孔隙，为热物理特性调控提供了更广泛的可能性。

复合孔隙结构对热物理特性的影响

导热率

复合孔隙结构通过以下机制影响导热率：

*多尺度散射：不同尺寸的孔隙对不同波长的热辐射产生散射，减少热传递。

*填充效应：孔隙内气体的导热率远低于固体，填充孔隙可以降低材料的整体导热率。

*界面热阻：孔隙与固体基质之间的界面会产生热阻，阻碍热传递。

热容

复合孔隙结构通过以下机制影响热容：

*比表面积：孔隙壁的比表面积越大，与热介质接触的面积就越大，提高热容。

*孔隙形状：封闭或狭窄的孔隙会限制热量从孔隙壁到热介质的转移，降低热容。

比表面积

复合孔隙结构通过以下机制影响比表面积：

*孔隙数量：孔隙越多，比表面积越大。

*孔隙尺寸：较小的孔隙具有更高的比表面积。

*孔隙形状：不规则或多面体的孔隙比球形孔隙具有更高的比表面积。

调控策略

调控复合孔隙结构的策略包括：

*模板法：使用可去除的模板材料来控制孔隙的尺寸、形状和分布。

*化学气相沉积：在基质材料上沉积一层具有孔隙结构的薄膜。

*泡沫法：在液体或聚合物中引入气泡，形成孔隙结构。

*溶剂致孔法：使用溶剂去除基质材料中的一部分，形成孔隙。

应用

复合孔隙结构在以下领域具有广泛的应用：

*隔热：低导热率的复合孔隙材料可用于隔热材料，减少热量损失。

*传热：高导热率的复合孔隙材料可用于热交换器和散热器，提高传热效率。

*储能：高热容和比表面积的复合孔隙材料可用于储能设备，提高能量存储能力。

实例

*球形空心纳米粒子：球形空心纳米粒子具有多尺度散射效应，可显著降低导热率。

*多级多孔碳：多级多孔碳具有高比表面积，可用于高性能超级电容器。

*纳米多孔泡沫陶瓷：纳米多孔泡沫陶瓷具有低导热率和高热容，可用于隔热和储能应用。

结论

复合孔隙结构的热物理特性调控为设计和优化材料在隔热、传热和储能等领域的应用提供了新的途径。通过调控孔隙的尺寸、形状、分布和拓扑结构，可以实现材料热物理特性的定制，满足不同的应用需求。第七部分相变材料孔隙强化热调控关键词关键要点【相变材料孔隙强化热调控】：

1.相变材料（PCM）的潜热存储能力使其具有良好的热调控性能，通过调节孔隙结构可以增强热传导性。

2.多级孔隙结构设计，包括宏观孔隙、介观孔隙和微观孔隙，可以有效地促进PCM的熔化和凝固过程。

3.复合材料结构，将PCM与导热材料或导电材料结合，进一步提升PCM的热调控能力。

【表面改性和功能化】：

相变材料孔隙强化热调控

相变材料(PCM)作为一种储能介质，因其高潜热、稳定性好和无毒性等优点而受到广泛关注。然而，传统PCM导热性能差，限制了其在热能存储、热管理和温度调节等领域的应用。

为了克服这一限制，研究人员提出了通过引入孔隙来增强PCM导热性的策略。孔隙的存在不仅可以改善PCM的传热特性，还能通过相变和孔隙协同作用实现对孔隙结构的动态调控。

孔隙结构对PCM导热性的影响

孔隙结构对PCM导热性有显著影响，主要表现在以下方面：

*孔隙率：孔隙率越高，PCM导热性越好。孔隙为热传递提供了额外的路径，减少了热阻。

*孔隙尺寸：较小的孔隙具有较高的热阻，而较大的孔隙有利于热传递。因此，优化孔隙尺寸对于提高导热性至关重要。

*孔隙形状：规整的孔隙结构比不规整的结构更有利于热传递。

*孔隙分布：均匀分布的孔隙比聚集的孔隙表现出更好的导热性。

相变与孔隙协同作用

在相变期间，PCM的密度和体积会发生变化。这种变化会影响孔隙结构，进而影响PCM的导热性。

*熔化：在熔化过程中，PCM膨胀，孔隙体积增加，导热性相应提高。

*凝固：在凝固过程中，PCM收缩，孔隙体积减小，导热性降低。

通过优化PCM的相变特性和孔隙结构，可以实现对孔隙结构的动态调控，从而进一步提高PCM的导热性。

孔隙强化热调控的应用

孔隙强化PCM热调控技术具有广阔的应用前景，包括：

*热能存储：高导热性的PCM可以更有效地储存和释放热能。

*热管理：通过调控孔隙结构，可以主动调节PCM的温度，实现高效的热管理。

*温度调节：在建筑物、电子设备和医疗器械中，孔隙强化PCM可以提供主动的温度调节，改善热舒适度和延长设备使用寿命。

实验研究

大量的实验研究证实了孔隙强化PCM热调控技术的有效性。例如：

*一项研究表明，通过引入石墨烯泡沫孔隙，PCM的导热性提高了180%。

*另一项研究表明，通过优化孔隙尺寸和分布，PCM的导热性提高了5倍。

*在实际应用中，孔隙强化PCM已成功用于纺织品、建筑物和电子设备的热调控。

总结

孔隙强化热调控是一种有效的方法，可以显著提高PCM的导热性，并实现对孔隙结构的动态调控。通过优化孔隙结构和相变特性，该技术具有广阔的应用前景，包括热能存储、热管理和温度调节等领域。第八部分多尺度孔隙结构设计优化关键词关键要点【多尺度孔隙结构设计优化】

1.利用多尺度孔隙结构，优化孔隙尺寸分布、连通性和形状，提升材料的热物理性能。

2.结合层级孔隙结构设计和微观结构调控，实现孔隙结构的定制化，满足特定应用需求。

3.采用先进表征技术和建模模拟，分析和预测多尺度孔隙结构对热物理性能的影响，为设计优化提供科学依据。

【介观孔隙调控】

多尺度孔隙结构设计优化

调控热物理特性要求对孔隙结构进行优化设计，实现多尺度孔隙结构的协同调控。多尺度孔隙结构优化涉及宏观、介观和微观尺度的协同设计，以实现不同尺度孔隙的协同作用。

宏观尺度孔隙调控

宏观尺度孔隙通常指孔径大于100nm的孔隙，主要通过以下方法调控：

*空间构筑：通过组装不同大小和形状的颗粒或纤维，构筑具有特定孔隙率和连通性的宏观孔隙结构。

*模板法：使用可降解或可溶解的模板来指导孔隙的形成，控制宏观孔隙的形状和尺寸。

*发泡法：通过加入发泡剂或气体，在材料中形成闭孔或开孔的宏观孔隙。

介观尺度孔隙调控

介观尺度孔隙通常指孔径在2nm至100nm之间的孔隙，主要通过以下方法调控：

*自组装：利用胶束、层状结构材料或液晶等自组装体系，诱导介观孔隙结构的形成。

*刻蚀法：在材料中引入可选择性刻蚀的组分，通过化学刻蚀或离子束刻蚀，形成介观孔隙。

*电化学法：利用电化学反应在材料表面生成介观孔隙结构，例如阳极氧化法。

微观尺度孔隙调控

微观尺度孔隙通常指孔径小于2nm的孔隙，主要通过以下方法调控：

*物理吸附：利用材料对气体或液体的吸附特性，控制微观孔隙的尺寸和分布。

*化学改性：通过表面化学反应或引入掺杂剂，改变材料的表面性质和孔隙结构。

*晶体缺陷：引入晶体缺陷，例如位错、空位或晶界，可以形成微观孔隙。

多尺度孔隙结构协同设计

多尺度孔隙结构的协同设计需要考虑不同尺度孔隙之间的相互作用和协同效应：

*宏观-介观协同：宏观孔隙提供传输路径，介观孔隙提供储存空间，形成高效的热传导和热储存系统。

*介观-微观协同：介观孔隙控制传质过程，微观孔隙增强比表面积，促进反应和吸附。

*宏观-介观-微观协同：多尺度孔隙结构协同作用，实现材