Angew. Chem. Int. Ed.：制备超薄二维TixTa1-xSyOz纳米片作为高效光热剂

【引言】

超薄纳米片具有独特的性质，在过去的数年，涌现了大量的二硫过渡金属超薄纳米片。随着研究深入，硫氧杂化纳米片被开发，其在发光二极管、光催化、锂离子电池、太阳能电池和生物医药等方面展现出更优异的性能。

【成果简介】

近日，南洋理工大学刘政教授、赵彦利教授和张华教授（共同通讯作者）在Angewandte Chemie International Edition上发表题为“Preparation of Ultrathin Two-Dimensional Ti_xTa_1-xS_yO_zNanosheets as Highly Efficient Photothermal Agents”的文章。该文章介绍了在液相中制备超薄2D金属硫氧杂化纳米片的方法。该方法简易、高效，所得材料光热性能好。纳米片在近红外区域表现出很强的吸光度，在808nm处具有54.1Lg^-1cm^-1的消光系数，光热转换效率高达39.2％。通过LA-PEG（硫辛酸-共轭聚乙二醇）修饰后的纳米片的稳定性更好，生物毒性降低，有望应用于肿瘤的光热治疗。

【图文导读】

图1：制备方法视图与制备的Ti_xTa_1-xS₂层状晶体表征

（a）通过层状Ti_xTa_1-xS₂晶体简易制备Ti_xTa_1-xS_yO_z超薄纳米片的方法；

（b）Ti_0.71Ta_0.29S₂的扫描电镜图（SEM）；

（c）Ti_0.71Ta_0.29S₂的能谱（EDS）及其元素分布；

（d）Ti_0.71Ta_0.29S₂的XRD衍射谱（黑）与参考图谱TaS₂（红色）与TiS₂（蓝色）。

图2：制备硫氧杂化纳米片的形貌、组成表征

（a）Ti_0.71Ta_0.29S_yO_z纳米片的扫描电镜（SEM）图；

（b）Ti_0.71Ta_0.29S_yO_z纳米片原子力显微镜（AFM）的厚度表征图；

（c）通过AFM测量的Ti_0.71Ta_0.29S_yO_z纳米片的厚度分布直方图；

（d）Ti_0.71Ta_0.29S_yO_z纳米片的低倍率透射电镜（TEM）图；

（e）高分辨透射电镜图（HRTEM）；

（f）Ti_0.71Ta_0.29S_yO_z纳米片能谱（EDS），铜的信号来源于铜网；

（g）Ti_0.71Ta_0.29S_yO_z纳米片的扫描投射电子显微镜（STEM）与对应能谱元素。

图3：制备硫氧杂化纳米片的光热性能表征与细胞毒性测试

（a）10ppm浓度下，不同Ti与Ta比例的Ti_xTa_1-xS_yO_z的UV/Vis-NIR吸收光谱（x=0.71, 0.49, 0.30）；

（b）LA-PEG修饰的不同浓度的Ti_0.71Ta_0.29S_yO_z纳米片光热加热纯水曲线（[Ti_0.71Ta_0.29S_yO_z] = 0, 5, 20, 50 ppm; λ = 808 nm）；

（c）LA-PEG修饰的Ti_0.71Ta_0.29S_yO_z纳米片的Skmel-28与HeLa细胞毒性实验；

（d）Ti_0.71Ta_0.29S_yO_z纳米片的Skmel-28与HeLa细胞毒性实验。

【小结】

文章报道了一种新的超薄2D金属硫氧杂化纳米片的制备方法。与传统方法相比，该方法简易、可控且更容易成功。Ti_0.71Ta_0.29S_yO_z纳米片在NIR区域显示强吸收，消光系数大，高达54.1 Lg^-1cm^-1。LA-PEG修饰的纳米片，最大吸收在808nm处，是癌症光热治疗的较好波段。 这种超薄2D杂化纳米片还能应用于生物学其他方向，例如光声成像、X射线计算机断层扫描和药物传递。

文献链接：Preparation of Ultrathin Two-Dimensional Ti_xTa_1−xS_yO_zNanosheets as Highly Efficient Photothermal Agents.(Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI: 10.1002/anie.201703597)

本文由材料人编辑部庞杰编译，周梦青审核，点我加入材料人编辑部。

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