核壳和空心纳米结构因其在科学技术领域的广泛而受到人们的广泛关注。然而，它们在实现可控制的，甚至是编程的，大规模合成核壳结构方面仍然是一项巨大的挑战。
有鉴于此，卧龙岗大学窦士学(Shi Xue Dou)教授和Long Ren等人，提出了使用液态金属（LM）液滴作为可重整模板以可编程方式制备复杂核-壳纳米结构的一般方法，并展示了在一个超声系统中触发局部电化学置换反应的方法。
本文要点
1）报告了一种通过使用液态金属（LM）纳米液滴作为可重整模板来实现核-壳纳米结构的可编程增长的合成方法，可以合成具有在Ga，In，Sn，Zn和其他合适的金属，以及可在WOx，MoOx，VOx，MnO2，Cu和其他可能的金属/金属氧化物之间编程的外壳组成。可以实现对异质产品的核心层和外壳层的高水平成分多样性控制和定量调控，这是固态模板合成路线无法实现的。
2）LM的低粘度，弱原子间相互作用（在室温/接近室温（RT）时处于液态）没有任何晶格约束，因此此类LM可以流动并且其内部的原子能够自由移动。属于金属或合金的类别，不同于现有的作为非牺牲性软模板的聚合物胶束或囊泡，这些LM的表面（例如Ga和Ga基低共熔合金）适合作为反应物，例如在电反应中，LM已成功测试了作为此类反应物的应用。利用这些特性，通过超声处理在LM乳液形成过程中触发原位纳米尺度的电化学置换反应，展示了一种通用且简便的合成策略，可以大规模生产化学性质、均一性拓扑结构以及孔径分布可控的核-壳纳米结构。
3）研究发现，LM体/表面的界面电反应和原子的动态排列均由热力学决定。因此，通过在周围环境中配置反应离子和/或在LM中使各种反应性金属元素合金化，可以更好地调控最终异质纳米结构中核-壳的组成。通过这种策略，成功地对复杂核壳纳米结构的生产进行了定制化编程，包括多元素组合的核壳纳米粒子(NPs)的可控构建和壳材料的定量控制。
参考文献：
Long Ren et al. General Programmable Growth of Hybrid Core–Shell Nanostructures with Liquid Metal Nanodroplets. Advanced Materials, 2021.
DOI: 10.1002/adma.202008024
https://doi.org/10.1002/adma.202008024
