第一作者：Julie L. Fenton、Benjamin C. Steimle

通讯作者：Raymond E. Schaak

第一单位：宾夕法尼亚州立大学（美国）

研究亮点

基于阳离子交换策略，加上选择性刻蚀和沉积方法的辅助，实现了多元复杂纳米异质结的系列化控制合成。

理论不能当饭吃，但是可以教你怎么做饭。纳米合成早已经过了百花齐放的盛世，在现在的科研环境中，要想突围而出，必须要有成体系的、普适性的合成方法。

系统化合成理论的建立，不仅仅是为了追求科学的乐趣，同时也是纳米技术实际应用最根本、也容易被忽略的基础问题。

有鉴于此，美国宾夕法尼亚州立大学Raymond E. Schaak课题组基于阳离子交换策略，发展了一种多元纳米异质结控制合成的普适性策略。

首先，让我们先来我们赞叹一下他们的手艺：

图1. G-2纳米异质结的系列化制备

图2. G-3纳米异质结的系列化制备

图3. 多元纳米异质结的系列化制备

图4. 多元纳米异质结的系列化制备

这篇文章的立意非常简单，就是要好玩，就是做普适性的合成方法，用溶液相中的化学合成方法解决物理方法所达不到的尺寸、形貌和组成的多样性和精确度。做了什么就讲什么，不谈那些大的picture，虚的没影的事儿。我只负责做，怎么用是你们的事。至于重要性嘛，自有知我者谓我心忧，不知我者谓我何求。

要建房子，先要选好砖。他们选了三块好砖：球形、棒状、片状三种不同形貌的Cu1.8S纳米材料，这种纳米材料在合成工艺上已经较为成熟。著名华人纳米科学家曾华淳就在这方面做过很多工作，包括控制合成，精确自组装、多级次结构构造等等。除此之外，Cu+比其他阳离子具有更快的迁移性，适合于用作离子交换。

研究人员首先以Cu1.8S纳米颗粒作为起始材料（第一代），通过Cd2+和Zn2+进行不完全离子交换，得到最简单的纳米异质结构（第二代）。然后以此简单的异质结作为起始材料，继续通过各种不同金属离子进行不同程度的多元离子交换，同时辅以选择性刻蚀或者选择性沉积方法，引入Cd、Zn、Co、Mn、Ni、Ag、Au、Pt等元素，制备得到更多复杂结构的多元纳米异质结。

这套策略适用于0D、1D、2D等各种形貌和维度的材料体系，并可以实现对称结构、补丁结构、多孔结构、雕刻结构等各种复杂结构的精确控制。2个一作一口气做了47种异质结纳米结构，不可谓不艰辛。当然了，如果作者不怕累，这个策略还可以继续扩展到100个甚至更多结构。

有人戏称：“本来可以发表47篇文章，他们却只发表了1篇，真是任性！”不知道，什么时候我也能这么任性一回！好了，闲话休提，最后，让我们安静地再来欣赏一下他们更多的美图：

各种纳米异质结构的元素mapping

JulieL. Fenton、Benjamin C. Steimle, Raymond E. Schaak. Tunable intraparticleframeworks for creating complex heterostructured nanoparticle libraries. Science2018, 360, 513-517.