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无机材料的"化学剪刀"结构编辑策略

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受到生物基因工程中"基因剪刀"的启发，"化学剪刀"作为一种重要的研究工具在材料结构编辑及应用研究中发挥着重要作用。本文对"化学剪刀"在材料结构编辑及应用方面的研究进展进行了评述。首先，介绍了"化学剪刀"的概念和基本原理，即指在保持初始材料主结构不变的条件下，通过化学反应敲除、置换、修复或重构目标原子或结构单元，从而定制化编辑材料晶格中的组成元素、晶体结构以及微观形貌，最终实现特定的材料结构与功能。随后，详细回顾了"化学剪刀"在材料结构编辑中的具体应用，即如何利用化学剪切、化学修饰、化学合成和化学刻蚀与化学插层等结构编辑方法对材料结构进行精确调控和功能设计。最后，对"化学剪刀"未来在材料结构编辑及应用的研究方向进行了展望。本评述详细介绍了"化学剪刀"在材料结构编辑及应用研究方面的研究进展和巨大潜力，为探索和开发"化学剪刀"在材料领域的应用提供了有力的理论和实验支撑，并有望推动相关材料领域的发展。
Chemical Scissor-mediated Structural Editing of Inorganic Materials
Inspired by gene scissor concept in biological genetic engineering,chemical scissors,as important research tools,play an important role in the study of structure editing and application of materials.We aim to review the research progress of chemical scissors in structural editing and applications of materials.First of all,we introduce the basic concept and mechanism.Chemical scissors strategy refers to a methodology for material editing through which the main crystal structure is preserved but targeted atoms or structural units are knocked out,replaced,repaired or reconstructed in order to realize special functionality.Subsequently,the specific applications of chemical scissors in materials structure editing are discussed in depth,including the methods and functional designs for precise structure modulation of materials by chemical shearing,modification,synthesis,as well as etching and intercalation.Finally,the future research direction of chemical scissors in the field of material structure editing is envisioned,including developing new chemical scissors that are more intelligent and efficient,exploring more innovative strategies for material structure editing,understanding the underlying chemical mechanism,and further expanding the applicability of chemical scissors.Overall,we summarize the research progress and potential of material structural editing,which provides important theoretical and experimental support for further exploring and developing the application of chemical scissors in the field of materials.

chemical scissorinorganic materialstructural editingperspective

丁浩明、陈科、李勉、李友兵、柴之芳、黄庆

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中国科学院 宁波材料技术与工程研究所, 先进能源材料工程实验室, 宁波 315201

宁波杭州湾新材料研究院, 宁波 315336

苏州大学 苏州医学院放射医学与防护学院, 苏州 215123

化学剪刀 无机材料 结构编辑 专题评述

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2022C012365220232552172254LQ22E02000820221JCGY0107462023J3522022R51007174433KYSB20190019

2024

10.15541/jim20230527

无机材料学报
中国科学院上海硅酸盐研究所

无机材料学报

CSTPCD北大核心
影响因子：0.768
ISSN：1000-324X
年,卷(期)：2024.39(2)
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