王丹课题组综述: 中空多壳层结构的发展——从合成方法学的创新到新性质的发现
中空多壳层结构(Hollow Multishelled Structure,以下简称HoMS)具有多个由外至内次序排列的壳层以及被壳层分隔开的各自独立又相互连通的闭合空腔。与其它多孔结构或骨架结构相比,HoMS具有独特的时空顺序属性,在电磁波吸收、催化、药物释放、电化学储能、传感等领域有着巨大的应用潜力,引起了科学工作者的广泛关注。
近日,中国科学院过程工程研究所王丹研究员在SCIENCE CHINA Chemistry上发表了题为“The development of hollow multishelled structure: from the innovation of synthetic method to the discovery of new characteristics”的综述,回顾归纳了近20年来中空多壳层结构材料的发展历程。
该综述首先系统地介绍了 HoMS 的发展历史,总结了前人中空结构的研究成果对HoMS发展的启示,并简述了 HoMS 发展历程中的重大进展。其次着重介绍了一种合成HoMS的简便普适方法——次序模板法(sequential templating approach,STA),STA实现了HoMS组成和结构的精准调控,促进了HoMS领域的迅速发展。再次,文章探讨了HoMS材料的时空顺序属性和动态智能行为在串联催化反应、次序电磁波吸收、智能药物释放等应用领域的独特优势。最后展望了HoMS独特的时空顺序性和智能响应性在能源、生物等领域可能取得的重大突破。这篇综述希望能揭示HoMS的精准合成与其新属性之间的内在联系,并指明HoMS的未来发展方向(见下图)。
详见:Jiangyan Wang, Zumin Wang, Dan Mao & Dan Wang. The development of hollow multishelled structure: from the innovation of synthetic method to the discovery of new characteristics. Sci. China Chem., 2021,doi:10.1007/s11426-021-1097-9。
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通讯作者简介
王江艳 中国科学院过程工程研究所研究员,博士生导师,海外高层次引进人才(青年组)。2016年于中国科学院大学获博士学位,随后赴美国斯坦福大学开展博士后研究,2020年加入中国科学院过程工程研究所。致力于多级次微纳米材料的设计、合成及其储能性质研究。作为共同完成人曾获中国颗粒学会自然科学奖一等奖等多项奖励。目前担任Materials Chemistry Frontiers、Chem. Res. Chinese Universities和《高等学校化学学报》青年编委。
王祖民 2018年毕业于北京科技大学,获博士学位;2018年7月~2020年11月在中国科学院过程工程研究所从事博士后研究;出站留所工作任助理研究员。目前主要从事新型结构材料的的设计和合成以及其在催化方面的应用。
王丹 2001年获日本山梨大学博士学位,先后在高知大学、日本地球环境产业技术研究机构、京都大学从事博士后研究,2004年加入中国科学院过程工程研究所任研究员。主要从事多功能结构体系的合成化学研究,主要包括中空多壳层结构(Hollow Multishelled Structure, HoMS)的可控合成,二维碳材料的复合与掺杂,及其在能源环境等领域的应用研究。现任《高等学校化学学报》和Chem. Res.Chinese Universities执行主编,Mater. Chem. Front.副主编,Sci. China Mater.、《科学通报》等期刊编委。
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