Синтез методом гальванической замены на основе жидкого металла на основе галлия: мощный путь для проектирования материалов и универсальных приложений

Точное создание металлических наноархитектур с сердцевиной и оболочкой или полых структур стало одной из ключевых задач фундаментальных исследований и передовых технологий. Среди доступных синтетических методов реакция гальванической замены (GRR) обладает большим потенциалом для получения наноматериалов с настраиваемым составом и структурой, однако традиционные твердые шаблоны задают фиксированную геометрию и ограниченную реактивность, что сужает их универсальность и функциональную настраиваемость. Появление жидкого металла (LM) с высокой реактивностью, текучестью, динамичностью и перенастраиваемыми свойствами представляет собой преобразующую альтернативу традиционной GRR. Создавая жидко–жидкостной интерфейс, LM обеспечивает осаждение металлов, недоступных при использовании твердых шаблонов, одновременно формируя существенно более мягкую синтетическую парадигму. В этом обзоре выделяются уникальные черты GRR, реализуемой с помощью жидкого металла (LM-GRR), и подчеркивается мощный и простой путь синтеза материалов для разнообразных областей применения. Вначале изложены основные положения и механизмы LM-GRR, затем подробно рассматривается уникальность и общая программируемость по параметрам состава, структуры, обрабатываемого шаблона и межфазных характеристик. Систематически рассмотрены типичные реакционные системы, иллюстрирующие их специфику и химическую универсальность. Наконец, обсуждаются функциональные металлические материалы, полученные с помощью LM-GRR, применимые в высокоэффективном катализе, гибкой электронике, биомедицине, биосенсинге и электромагнитном экранировании, и делаются выводы с перспективами дальнейших направлений исследований.