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事實證明，合理的納米結構設計在解決不同領域的瓶頸方面卓有成效。特別是中空多殼結構（HoMS）因其時空有序的傳質和緩沖效應而脫穎而出。非常需要在HoMS中定位多個核心，這可以賦予它更多迷人的特性。然而，由于高度具有挑戰性的制備，這種結構幾乎沒有報道。

中科院過程所王丹等開發了一種可控的合成策略來實現這種結構，它適用于不同的核和殼。此外，核和殼可以調整為同質或異質，核和殼數也可得到很好的控制。

圖1 材料制備過程示意圖及應用

首先將多個核嵌入一個富含金屬離子的碳球中，然后通過順序模板工藝煅燒處理后獲得多核@多殼結構。該策略適用于多種核，包括Si納米粒子(NP)、TiO₂ NP、TiO₂空心球(HS)、Nb₂O₅ HS、CeO₂ HS、SnO₂ HS或它們的混合物，以及包括 CoFe₂O₄、MnCo₂O_4.5、NiCo₂O₄和ZnO/ZnMnO₃在內的多種殼等。

圖2 材料形貌及結構表征

此外，核數和殼數都可以得到很好的控制。這種結構有利于不同的應用領域。例如，作為LIBs的電極，內殼可有效地限制核的膨脹方向，而外殼保持穩定的界面和整體結構完整性，這已通過原位透射電子顯微鏡（TEM）分析得到驗證。

此外，這種多核@多殼復合材料也有望實現多種藥物在不同位點的共同遞送并實現順序響應釋放。

圖3 在鋰離子電池中的應用

General Synthesis of Multiple-Cores@Multiple-Shells Hollow Composites and Their Application to Lithium-Ion Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2021. DOI:?10.1002/anie.202110982

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中科院過程所王丹Angew：多核@多殼空心復合材料的通用合成策略

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