纳米材料形态的轮廓设计与合成是材料科学领域中最具吸引力的研究领域之一。在各种纳米材料中，空心碗状纳米材料在锂离子电池、超级电容器、电和光化学催化剂等领域显示出了巨大的潜力，并取得了巨大的成功。空心碗状纳米材料独特的物理化学特性引起了全世界科学家的极大兴趣。

有鉴于此，西安交通大学丁书江教授等人，综述了空心碗状纳米材料的最新研究进展，

本文要点

1）首先，讨论了中空碗状复合材料的合成方法和相应的机理，包括湿化学法，溶胶-凝胶法，化学气相沉积法，电化学沉积法和溶剂热法。随后，介绍了最近出现的独特空心结构碗纳米材料的合成和应用，例如，基于锂离子的电池，微波吸收，水分解反应和光催化。最后，对中空碗状结构纳米材料的前景和发展进行了总结和展望。

2）结构设计是材料科学应用的基础。由于碗状纳米结构复合材料的独特优势，它们已被应用于许多领域，如LIBs、超级电容器、催化剂、药物传递、电磁吸收和废水处理。因此，回顾碗状纳米材料的不同合成方法是有意义的。根据模板与目标产品的关系，将这些方法分为三类：无模板法和模板法。不同的方法通常具有一些优点和缺点。例如，无模板方法可以避免模板去除过程并节省时间，而模板方法始终更加方便和通用。合成技术也有许多共同的原理：例如，奥斯特瓦尔德熟化，柯肯德尔效应，自组装策略和各向异性生长诱导的合成。此外，许多合成方法已应用于碗状纳米材料的设计和合成中。溶剂热法，一锅法，电化学法和喷雾干燥法通常在研究中使用并结合在一起。在模板方法方面，从固体模板（SiO₂和PS纳米球）到液体模板（TMB和水滴）和气体模板（NH₃和CO₂），许多材料都可以用作模板。此外，许多报告表明，可以很好地控制纳米材料的形态，从固体球形到空心球形和碗状结构。

3）碗状纳米结构由于其独特的优势（例如开窗结构，高表面积比和高堆积密度）而已在许多领域得到利用。尽管纳米结构设计一直是提高金属离子电池质量比容量的有力策略，但由于纳米材料的体积密度较低，它将大大降低体积比容量。与传统的空心纳米球结构相比，碗状纳米材料还可以增加体积堆积密度。同时可以保留较高的比表面积。纳米碗之间的连接良好的表面还可以缩短离子转移距离，从而提高倍率性能。在催化过程中，每个纳米颗粒都可以作为一个单一的纳米反应器。纳米结构的独立性可以改善传质性能。由于高的比表面积，可以容易地实现活性位点的高暴露。这种碗状结构在表面增强拉曼散射、电磁波吸收、气体传感和药物控释等领域也取得了巨大的成功。例如，碗状结构可以延长电磁波的传播路径和反射，提高吸收能力。由于碗形的几何形状不对称，空腔中的偶极等离子体激元与壳中的偶极/四极等离子体激元之间的等离子体耦合将得到增强。

参考文献：

Jin Liang et al. Complex Hollow Bowl‐Like Nanostructures: Synthesis, Application, and Perspective. Advanced Functional Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adfm.202007801

https://doi.org/10.1002/adfm.202007801