与前体相比,植物的繁殖速度较慢,因此自组装方法不是植物衍生材料的典型方法。宏观生物质在其他方面具有优势,富含碳和氮、硫和磷等杂原子,在热处理时可提供一定水平的固有掺杂。来自生物质的杂原子掺杂有利于调节所得碳的电化学性质。然而,由于生物质衍生材料的性质,掺杂剂和无机杂质的化学计量和精确水平可能在大量可用选项中变化。进一步开发更精确地控制固有掺杂剂和矿物质水平的方法很有意思。在过去的几十年里,科学家和工程师们从大自然中寻找灵感来解决与能源相关的问题。例如,某些生物质的自然结构可能对材料的逻辑设计特别有用。例如,木材的各向异性性质可能有助于开发具有不同特性的材料,这些特性取决于加工时纹理的方向。将生物质转化为生物衍生的纳米材料用于能量存储和转换应用对于废弃物尤其有吸引力。开发将大量废弃物转化为有用产品的方法对社会大有裨益,可用于减少废弃物、碳封存和能源相关应用。利用废料可以实现巨大的商业化前景和可行性。通过简单地碳化生物质,纳米碳的合成只需一步而不是两步,并且合成后不需要去除任何模板。[5 ] 这对于可扩展性尤其有用,因为将生物质转化为碳需要很高的能量,因此有必要减少处理步骤并使用低成本前体。此外,生物学起点多种多样,导致对这些材料的研究相当广泛;因此,进行综述对于推动该领域的进一步研究发展非常重要。生物衍生的纳米材料可以直接或间接地从病毒、细菌、真菌、原生生物、植物和动物中制备。 [ 2–4,18,28,35,36,46–49,56,63–73,80–95 ] 不同模板所具有的不同结构具有独特的特性,可改善所合成材料的性能。[ 6 ] 对各种应用进行分类以及对这些来源所生产材料的结构特征进行分析,对于理解每种前体可能适用于哪些类型的应用起着重要作用。由于起始物质种类繁多,每种生物质前体的结构不同,因此可能的纳米结构种类繁多。即使在真菌中,也可能存在截然不同的结构;霉菌往往形成称为菌丝的分枝丝状结构,而酵母可能
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