分子筛是一类具有均匀孔道的晶态多孔材料，广泛用于石油化工、环保和精细化学品生产等领域。但传统分子筛存在传质效率偏低、孔道尺寸难以调节等问题，难以满足复杂分离与高效催化的需求。单壁分子筛纳米管是一种新型低维材料，兼具纳米管形貌与分子筛的晶态孔道结构，理论上可缓解传统材料的传质限制，为构建高效限域反应与分离体系提供新思路。然而，这类材料的合成一直面临关键科学挑战。 单壁分子筛纳米管处于有序组装与晶化生长的交汇点，形成路径复杂。长期以来，学界对其结构导向规律认识不足，难以实现可预测合成与性能定制，进而限制了其走向应用。 清华大学化工系刘振东课题组结合时间分辨表征与多尺度结构分析，系统揭示了单壁分子筛纳米管的形成机制。研究发现，这类纳米管并非一步直接生成，而是经历由无机短程有序演化触发的连续结构重构过程：无机骨架片段的电荷密度与有序程度逐步变化，进而调控有机-无机组装体之间的相互作用与界面形态，带动介观结构演化，最终促使纳米管从层状非稳态相中脱离并闭合成形。 该成果的关键在于，将“介观组装”和“分子筛晶化”这两个常被分别讨论的过程纳入同一理论框架，厘清了单壁分子筛纳米管从组装到成形的控制逻辑，为材料的可控构筑提供了可推广的机理范式。 基于这个认识，研究团队有望深入指导低维分子筛体系（如纳米片、纳米管等）的形貌调控与结构设计，推动其在催化、分离与膜材料等方向的应用开发。尤其在绿色化工、环境治理与能源转化等领域，高性能分子筛材料的研发有望为关键工艺环节提供更优方案。 该研究成果以“无机-有机组合在单壁沸石纳米管合成中的连续相变”为题，于1月14日在线发表于国际学术期刊《科学·进展》。清华大学化工系博士后宋钊宁为论文第一作者，副教授刘振东为通讯作者。研究得到国家自然科学基金资助。
基础研究的价值，往往在于把“看似偶然的生成”转化为“可解释、可设计的路径”；此次对单壁分子筛纳米管成形机制的系统阐明，为低维分子筛材料从机理认知走向可控构筑提供了更清晰的线索。随着此机理范式完善并与应用需求衔接，面向高效催化、绿色分离与先进膜材料等方向的低维分子筛，有望在关键环节实现从“能做出来”到“做得更好、更稳、更可用”的提升。