2D nanocrystals of metal oxides and hydroxides with nanosheet/nanoflake morphology in biomedicine, energy and chemistry

Abstract

Рассмотрены структурно-химические особенности 2D-наноматериалов на основе кристаллических оксидов и гидроксидов металлов с морфологией нанолистов, основные методы их синтеза и области применения. Для нанокристаллов с подобной морфологией характерны исключительная анизотропия свойств, экстремально высокая доля атомов на поверхности, способных к взаимодействию с окружающей средой, сравнительно большое число дефектов в структуре, а также особая электронная подсистема с наличием квантовых ограничений. Нанолисты могут вступать в реакции функционализации с различными низкомолекулярными реагентами. Указанными особенностями обусловлены уникальные физико-химические свойства нанолистов оксидов и гидроксидов металлов и во многом определена их практическая значимость. При рассмотрении вопросов препаративной химии таких нанокристаллов основное внимание уделено методам их получения в условиях "мягкой" химии с использованием растворов солей металлов, в частности, методам химического осаждения, в том числе с использованием темплатов, и ионного наслаивания, а также процессам взаимодействия на поверхности блочных металлов и на границе раствор/газ. Особо выделены условия синтеза массивов нанолистов — своеобразных "упаковок" отдельных частиц, упорядоченно расположенных на поверхности подложки и ориентированных по отношению к ней. Рассмотрены области применения нанолистов оксидов и гидроксидов металлов. Показано, что данные объекты представляют существенный интерес для применения в биомедицине, электрохимической энергетике, химической сенсорике, фото- и электрокатализе, так как входят в состав различных функциональных наноматериалов с уникальным набором физико-химических свойств, включая магнитные, электрофизические, электрохимические, оптические, сорбционные и др. <br> Библиография — 317 ссылок.