金（Au）是一种元素周期表中原子序数为79的过渡金属，大约在公元前3000年被发现。由于超高的化学稳定性和灿烂的金黄色，长期以来人们一直认为金是一种最惰性的材料，并已广泛用于艺术，珠宝和金融领域。然而，已经发现，当Au的尺寸缩小至纳米级时，其作为催化剂变得异常活跃。在过去的几十年中，随着对催化应用的不断探索，金纳米材料在许多催化过程中显示出至关重要的作用。除了催化作用以外，金纳米材料还因其独特的表面等离子体共振、有趣的生物相容性和优越的稳定性而在等离激子，传感，生物和医学等领域中也有广阔的应用前景。不幸的是，由于Au纳米材料的储量稀少、价格昂贵，其实际应用受到了限制。因此，进一步探索Au纳米材料的新型理化性质和功能，提高其在不同类型应用中的性能是十分必要的。近年来，涉及到晶胞中原子重新排列的纳米材料相工程技术(PEN)作为一种调节纳米材料内在物理化学性质的有效手段，已成为纳米材料研究的热点之一。
有鉴于此，香港城市大学张华教授、范战西教授等人，综述了近年来利用湿化学合成技术控制Au纳米材料晶相的研究进展。
本文要点
1）首先简要介绍了研究背景和湿化学法合成金纳米材料的发展历史，重点介绍了其中的关键研究成果。随后，介绍了典型的非传统晶相和已观察到的异相Au纳米材料，例如2H，4H，体心相和晶相异质结构。重要的是，系统地描述了通过湿化学合成法控制金纳米材料的晶相。之后，通过展示晶相对其物理化学性质（例如，电子和光学性质）和潜在应用（例如，催化作用）的显着影响，突出了金纳米材料中晶相控制的重要性。最后，在简要总结了该新兴研究领域的最新进展之后，就未来的挑战，机遇和研究方向提出了看法。
2）金纳米材料的晶相可以显著地调节其物理化学性质，如稳定性、光学和电子性质等。具有非传统晶相的金纳米材料在各种应用中（例如电催化CO2RR，有机反应和光催化反应）表现出优于其催化裂化反应的催化性能。因此，PEN的兴起为开发具有独特理化性质和潜在应用前景的高级金纳米材料提供了新的机遇。尽管在金纳米材料的晶相控制方面取得了显著的进展，但这个新兴的研究方向仍然存在许多挑战和研究机会。首先，发现的金纳米材料非常规相非常有限。通过微调湿化学合成中的实验条件，有望获得更多新颖的晶相。二是非常规金相的形成机理尚不清楚。先进的表征技术，如原位同步x射线衍射和吸收光谱可以揭示潜在的形成机制。第三，金纳米材料不同晶相之间的相变非常有趣，需要进一步探索。第四，由于不同晶相之间的协同作用，新型异质金纳米结构的制备（例如2H-4H-fcc，2H-fcc-4H，4H-2H-fcc，2H/4H/fcc，非晶/晶体）作为新的研究方向正在崛起。第五，非常规相和异相金纳米材料可以用作生长具有非常规相和异相的其他金属纳米结构的模板。
3）另外，元素周期表中金属的晶体数据库可以进一步丰富。除了催化作用之外，具有非常规相和异相的Au纳米材料还可用于许多其他领域，如SERS、等离子体、波导、柔性电子、数据存储、集成电路、传感、机械工程、生物学、光热疗法、医学等。通过对金纳米材料和其他类型纳米材料的晶体相的合理控制，可以发现更多有趣的性质和应用前景。预计通过金纳米材料以及其他种类纳米材料的合理晶相控制，将会发现更多有趣的特性和有前途的应用。它为调节纳米材料的相变固有特性和扩展纳米材料的相变应用提供了新的策略。
参考文献：
Shiyao Lu et al. Crystal Phase Control of Gold Nanomaterials by Wet-Chemical Synthesis. Acc. Chem. Res., 2020.
DOI: 10.1021/acs.accounts.0c00487
https://doi.org/10.1021/acs.accounts.0c00487
