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Earthicle and Its Discontents: A Historical Critical Review of Iron (Oxide) Particles Singly and Doubly Shelled with Silica and/or Carbon
ACS Earth and Space Chemistry ( IF 2.9 ) Pub Date : 2020-08-03 , DOI: 10.1021/acsearthspacechem.0c00173 Vuk Uskoković 1
ACS Earth and Space Chemistry ( IF 2.9 ) Pub Date : 2020-08-03 , DOI: 10.1021/acsearthspacechem.0c00173 Vuk Uskoković 1
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Earthicle was conceived as an astromimetic particle mimicking the stratified structure of Earth. Although earthicle can come in various compositional and structural forms, its seminal version consisted of a spherical nanoparticle with an iron core, a silica shell, and a carbon crust. This study provides a historical review of composite, core/shell particles composed of four different combinations of phases present in this original version of the earthicle, three of which are biphasic and one of which is triphasic: iron(oxide)/silica, iron(oxide)/carbon, silica/carbon, and iron(oxide)/silica/carbon. The connection of all four types of particles to materials of astrophysical origin found in interstellar and interplanetary space is discussed. The referred studies on the three biphasic compositions were selected on the basis of their conceptual and methodological innovativeness or originality in terms of the analytical data. In contrast, all studies that have reported so far on the synthesis, characterization, or application of the hybrid particles with the triphasic composition, along with a number of related studies, are reviewed. The chronological perspective adopted for both types of hybrid compositions, biphasic and triphasic, allowed for the deduction of past and present trends in the research of these composite systems but also for the extrapolation of probable future trends. For example, the interest in silica-coated iron (oxides) has been greater than that in other three core/shell systems, especially in biomedical studies, one reason being the difference in reactivity and in the favored oxidation state of the magnetic core under silica and under carbon. The early focus of research on silica-coated iron (oxides) was mostly on controlling the synthesis process, but as of the early 2000s the interest in controlling the properties and devising new applications for these systems became dominant among the scientific community. Carbon-coated silica particles have been the least studied and have had the least impact among the three biphasic combinations reviewed, especially in the biomedical field where their research has been virtually none. Revived briefly around 2010, the interest in them wound down soon thereafter in favor of more complex compositions. Still, the most complex hybrid composition reviewed here, comprising iron (oxide) particles shelled doubly, first with silica and then with carbon, was the least studied of all four multiphasic compositions elaborated here. However, unlike the ups and downs in the research on the biphasic compositions in the particulate form, the corresponding interest in these triphasic particles has been continually increasing, in spite of the comparatively low number of literature reports on them. This promising trend emerging from the literature search may go hand-in-hand with the ongoing global tendency to fabricate complex composite particle structures in search of novel properties arising from the sometimes theoretically predictable and sometimes serendipitous synergies between their components.
中文翻译：
地壳及其不满：用二氧化硅和/或碳单层和双层轰击铁（氧化物）粒子的历史评论
Earthicle被认为是模仿地球分层结构的天体模拟粒子。尽管earth可以具有各种组成和结构形式，但其开创性版本由具有铁芯，二氧化硅壳和碳壳的球形纳米粒子组成。这项研究提供了对复合，核/壳粒子的历史回顾，该核/壳粒子由存在于该原始地球版本中的四种不同的相组合组成，其中三种是双相的，其中一种是三相的：铁（氧化物）/二氧化硅，铁（氧化物）/碳，二氧化硅/碳和铁（氧化物）/二氧化硅/碳。讨论了所有四种类型的粒子与在星际和行星际空间中发现的天体起源材料的联系。根据分析数据，根据其概念和方法上的创新性或独创性，选择了关于三种双相成分的相关研究。相比之下，对迄今已报道的有关具有三相组成的杂化颗粒的合成，表征或应用的所有研究，以及许多相关研究进行了综述。两种类型的混合成分（双相和三相）所采用的时间顺序观点，可以推论这些复合系统研究的过去和现在的趋势，也可以推断出可能的未来趋势。例如，对二氧化硅涂层的铁（氧化物）的兴趣已经超过了其他三个核/壳系统的兴趣，尤其是在生物医学研究中，原因之一是在二氧化硅和碳下，磁芯的反应性和有利的氧化态不同。二氧化硅涂层铁（氧化物）的早期研究重点主要是控制合成过程，但自2000年代初以来，对控制性能和为这些系统设计新应用的兴趣在科学界占主导地位。碳涂层二氧化硅颗粒的研究最少，对三个双相组合的影响也最小，特别是在生物医学领域，对它们的研究几乎没有。在2010年左右短暂复苏后，对它们的兴趣逐渐减弱，转而支持更复杂的作品。不过，这里所审查的最复杂的杂化组合物，包括被双倍轰击的铁（氧化物）颗粒，在这里阐述的所有四种多相组合物中，首先研究的是二氧化硅，然后是碳。然而，与对颗粒形式的双相组合物的研究中的起伏不同，尽管关于它们的三相颗粒的文献报道相对较少，但对它们的关注仍在不断增加。从文献搜索中涌现出的这种有希望的趋势可能与制造复杂复合颗粒结构以寻求新的性质的全球趋势紧密相关，这些新的性质是由它们的成分之间有时在理论上可预见的，有时是偶然的协同作用产生的。与研究颗粒形式的双相组合物的兴衰不同，尽管有关它们的文献报道相对较少，但对这些三相颗粒的关注仍在不断增加。从文献搜索中涌现出的这种有希望的趋势可能与制造复杂复合颗粒结构以寻求新的性质的全球趋势紧密相关，这些新的性质是由其成分之间有时在理论上可预见的，有时是偶然的协同作用产生的。与研究颗粒形式的双相组合物的兴衰不同，尽管有关它们的文献报道相对较少，但对这些三相颗粒的关注仍在不断增加。从文献搜索中涌现出的这种有希望的趋势可能与制造复杂复合颗粒结构以寻求新的性质的全球趋势紧密相关，这些新的性质是由它们的成分之间有时在理论上可预见的，有时是偶然的协同作用产生的。
更新日期：2020-08-03
中文翻译：
地壳及其不满：用二氧化硅和/或碳单层和双层轰击铁（氧化物）粒子的历史评论
Earthicle被认为是模仿地球分层结构的天体模拟粒子。尽管earth可以具有各种组成和结构形式，但其开创性版本由具有铁芯，二氧化硅壳和碳壳的球形纳米粒子组成。这项研究提供了对复合，核/壳粒子的历史回顾，该核/壳粒子由存在于该原始地球版本中的四种不同的相组合组成，其中三种是双相的，其中一种是三相的：铁（氧化物）/二氧化硅，铁（氧化物）/碳，二氧化硅/碳和铁（氧化物）/二氧化硅/碳。讨论了所有四种类型的粒子与在星际和行星际空间中发现的天体起源材料的联系。根据分析数据，根据其概念和方法上的创新性或独创性，选择了关于三种双相成分的相关研究。相比之下，对迄今已报道的有关具有三相组成的杂化颗粒的合成，表征或应用的所有研究，以及许多相关研究进行了综述。两种类型的混合成分（双相和三相）所采用的时间顺序观点，可以推论这些复合系统研究的过去和现在的趋势，也可以推断出可能的未来趋势。例如，对二氧化硅涂层的铁（氧化物）的兴趣已经超过了其他三个核/壳系统的兴趣，尤其是在生物医学研究中，原因之一是在二氧化硅和碳下，磁芯的反应性和有利的氧化态不同。二氧化硅涂层铁（氧化物）的早期研究重点主要是控制合成过程，但自2000年代初以来，对控制性能和为这些系统设计新应用的兴趣在科学界占主导地位。碳涂层二氧化硅颗粒的研究最少，对三个双相组合的影响也最小，特别是在生物医学领域，对它们的研究几乎没有。在2010年左右短暂复苏后，对它们的兴趣逐渐减弱，转而支持更复杂的作品。不过，这里所审查的最复杂的杂化组合物，包括被双倍轰击的铁（氧化物）颗粒，在这里阐述的所有四种多相组合物中，首先研究的是二氧化硅，然后是碳。然而，与对颗粒形式的双相组合物的研究中的起伏不同，尽管关于它们的三相颗粒的文献报道相对较少，但对它们的关注仍在不断增加。从文献搜索中涌现出的这种有希望的趋势可能与制造复杂复合颗粒结构以寻求新的性质的全球趋势紧密相关，这些新的性质是由它们的成分之间有时在理论上可预见的，有时是偶然的协同作用产生的。与研究颗粒形式的双相组合物的兴衰不同，尽管有关它们的文献报道相对较少，但对这些三相颗粒的关注仍在不断增加。从文献搜索中涌现出的这种有希望的趋势可能与制造复杂复合颗粒结构以寻求新的性质的全球趋势紧密相关，这些新的性质是由其成分之间有时在理论上可预见的，有时是偶然的协同作用产生的。与研究颗粒形式的双相组合物的兴衰不同，尽管有关它们的文献报道相对较少，但对这些三相颗粒的关注仍在不断增加。从文献搜索中涌现出的这种有希望的趋势可能与制造复杂复合颗粒结构以寻求新的性质的全球趋势紧密相关，这些新的性质是由它们的成分之间有时在理论上可预见的，有时是偶然的协同作用产生的。
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