Composites incorporating ferromagnetic metal nanopartices into a highly porous carbon matrix are promising as electromagnetic wave absorption materials. Such special composite nanomaterials are potentially prepared by the thermal decomposition of metal–organic framework (MOF) materials under controlled atmospheres. In this study, using Co-based MOFs (Co-MOF, ZIF-67) as an example, the feasibility of this synthetic strategy was demonstrated by the successful fabrication of porous Co/C composite nanomaterials. The atmosphere and temperature for the thermal decomposition of MOF precursors were crucial factors for the formation of the ferromagnetic metal nanopartices and carbon matrix in the porous Co/C composites. Among the three Co/C composites obtained at different temperatures, Co/C-500 obtained at 500 °C exhibited the best performance for electromagnetic wave absorption. In particular, the maximum reflection loss (RL) of Co/C-500 reached −35.3 dB, and the effective absorption bandwidth (RL ≤ −10 dB) was 5.80 GHz (8.40 GHz–14.20 GHz) corresponding to an absorber thickness of 2.5 mm. Such excellent electromagnetic wave absorption properties are ascribed to the synergetic effects between the highly porous structure and multiple components, which significantly improved impedance matching.

With octahedral Au nanocrystals as seeds, highly monodisperse Au@Pd and Au@Ag core-shell nanocubes were synthesized by a two-step seed-mediated method in aqueous solution. Accordingly, we have preliminarily proposed a general rule that the atomic radius, bond dissociation energy, and electronegativity of the core and shell metals play key roles in determining the conformal epitaxial layered growth mode.

Selective exposure of high-energy {221} facets with many surface dangling bonds, (111) terraces, and (110) steps (bottom picture) at the surface of octahedral SnO2 nanoparticles (top) through a simple hydrothermal synthesis route gives them enhanced gas-sensing performance over particles with other shapes, whereby the sensing activity is proportional to the fraction of {221} facets among the exposed surfaces. Detailed facts of importance to specialist readers are published as ”Supporting Information”. Such documents are peer-reviewed, but not copy-edited or typeset. They are made available as submitted by the authors. Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.

The many faces of gold: Trisoctahedral gold nanocrystals have been synthesized in a high yield for the first time. Electron diffraction and electron microscopy demonstrate that the nanocrystals are enclosed by 24 high-index facets, such as {221} planes (see SEM image (left) and model (right)).

Abstract Recently, special attention has been paid to the syntheses of micro/nanostructured crystallites with high‐energy crystal facets, because high‐energy crystal surfaces usually exhibit fascinating surface‐enhanced properties and have promising applications in catalysis, photoelectrical devices, and energy conversion, etc. With particular emphasis on the results obtained by the authors’ research group, this feature article gives a brief review of recent progress in the field of surface/morphology controlled syntheses, focusing on high‐energy crystal surfaces of five kinds of inorganic functional material, with the wurtzite, rocksalt, anatase, rutile, and face‐centered cubic structures, respectively. Combined with the theoretical and experimental research results as well as crystal structure models, the intrinsic causes for surface‐dependent chemical/physical properties of those materials with high‐energy surfaces are further discussed.

Controlled syntheses of multicomponent metal nanocrystals (NCs) and high-index surfaces have attracted increasing attention due to the specific physical and chemical properties of such NCs. Taking advantage of copper underpotential deposition as a bridge, hexoctahedral Au-Pd alloy NCs with {hkl} facets exposed were successfully synthesized, while phase separation occurred in the absence of Cu(2+) ions. The as-prepared hexoctahedral Au-Pd alloy NCs exhibited very excellent performance in terms of both formic acid electro-oxidation and methanol tolerance due to synergism between the high-index facets and the alloy.

Because many physical and chemical processes occur at surfaces, surface atomic structure is a critical factor affecting the properties of materials. Due to the presence of high-density atomic steps and edges and abundant unsaturated coordination sites, micro- and nanocrystallites with high-energy surfaces usually exhibit greater reactivity than those with low-energy surfaces. However, high-energy crystal surfaces are usually lost during crystal growth as the total surface energy is minimized. Therefore, the selective exposure of high-energy facets at the surface of micro- and nanocrystallites is an important and challenging research topic. Metal oxides play important roles in surface-associated applications, including catalysis, gas sensing, luminescence, and antibiosis. The synthesis of metal oxide micro- and nanocrystallites with specific surfaces, particularly those with high surface energies, is more challenging than the synthesis of metal crystals due to the presence of strong metal–oxygen bonds and diverse crystal structures.In this Account, we briefly summarize recent progress in the surface-structure-controlled synthesis of several typical metal oxide micro- and nanocrystallites, including wurtzite ZnO, anatase TiO2, rutile SnO2, and rocksalt-type metal oxides. We also discuss the improvement of surface properties, focusing on high-energy surfaces. Because of the huge quantity and diverse structure of metal oxides, this Account is not intended to be comprehensive. Instead, we discuss salient features of metal oxide micro- and nanocrystallites using examples primarily from our group.We first discuss general strategies for tuning the surface structure of metal oxide micro- and nanocrystallites, presenting several typical examples. For each example, we describe the basic crystallographic characteristics as well as the thermodynamic (i.e., tuning surface energy) or kinetic (i.e., tuning reaction rates) strategies we have used to synthesize micro- and nanocrystallites with high surface energies. We discuss the structural features of the specific facets and analyze the basis for the enhanced performance of the metal oxide micro- and nanocrystallites in water splitting, the degradation of organic pollutants, gas sensing, catalysis, luminescence, and antibiosis. Finally, we note the future trends in high-energy-facet metal oxide micro- and nanocrystallite research. A comprehensive understanding of the properties of metal oxide micro- and nanocrystallites with high-energy crystal surfaces and related synthetic strategies will facilitate the rational design of functional nanomaterials with desired characteristics.