隨著全球社會經濟的深度發展，能源危機愈演愈烈，新能源技術的開發與利用已經成為關乎人類社會發展的關鍵所在。電介質儲能電容器作為一種重要儲能器件，在功率密度、充放電速率與服役壽命等方面具有巨大優勢，但受低儲能密度等因素的影響，其進一步推廣應用受到極大限制。電介質電容器的儲能密度，重要受到極化強度與擊穿場強兩個因素的影響，且二者之間還存在著此高彼低的倒置關系。因此，破解電介質材料中極化強度與擊穿場強的倒置關系，已成為開發高性能電介質儲能電容器的重中之重。

汪宏教授課題組從仿生工程的視角出發，在BaTiO3-Bi(Mg0.5Zr0.5)O3基體中設計開發出了一種具有類樹莓形態的多級核殼結構的儲能陶瓷材料，突破了傳統核殼結構復相陶瓷以犧牲部分極化強度為代價的擊穿場強增強策略，成功實現了極化強度與擊穿場強的協同優化，從而實現儲能密度的極大提升。該工作通過對類樹莓結構復合陶瓷在納米尺度上的界面組成、分布狀態與宏觀性能（極化強度、擊穿場強）之間內在關系的深入探索，并結合有限元仿真技術對擊穿過程的動態直觀解析，深刻揭示了該結構對儲能性能的增強機制。最終，在BT-BMZ基全無機樹莓結構納米復合材料中獲得了3.41J/cm3的儲能密度與85.1%的儲能效率，并實現了儲能性能在30~150℃溫度范圍內的超高穩定性。

上述研究成果以“Bioinspiredhierarchicallystructuredall-inorganicnanocompositeswithsignificantlyimprovedcapacitiveperformance”為題發表在國際著名期刊AdvancedFunctionalMaterials（IF=15.62）上，并被評選為封面論文（backcover）。西安交通大學功能材料研究中心博士生袁啟斌為本文的第一作者，汪宏教授與姚方周博士為本文的共同通訊作者，西安交通大學為本文的第一作者和第一通訊單位，南方科技大學、清華大學與美國賓州州立大學為本文合作單位。該研究工作是汪宏教授課題組在電介質儲能領域多項研究成果發表在AdvancedMaterials，NanoEnergy，JournalofMaterialsChemistryA等國際著名期刊后的又一重要成果。

該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金項目等項目的支持。