开发和利用新的能源已迫在眉睫,而受控热核聚变反应释放的聚变能由于无污染、成本低、原料蕴藏量丰富等优点,成为可供人类长期使用最理想的新能源之一。在热核聚变试验中,核聚变靶丸是核心部件之一。在核聚变靶丸的开发方面,我们与发达国家差距较大。因此,发展新的技术制备出高性能的核聚变靶丸(ICF),这对我国惯性约束核聚变的推动具有重要科学意义。我们依据ICF的应用要求,利用模板辅助溶胶凝胶法制备了一种二氧化硅空心球,并系统研究了其结构特征,揭示了空心二氧化硅微球"模板-空心球结构"之间的内在关系。该研究的技术关键在于具有壳芯结构的高性能复合模板的构建,其表面致密薄壳既可以阻止前驱体渗透到模板内部,也提供了活性位点使硅前驱体在其表面生长。通过控制模板模板尺寸,可以构建适宜大小的空心微球;通过控制溶胶凝胶反应,可以调控空心球薄壳厚度。该研究成果除了作为核聚变靶丸外,在催化、保温材料和光学材料等方面也具有研究价值。