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来自研究机构

工程师们开发了一种新的策略来设计适用于广泛应用的微小半导体粒子。

用新方法合成的MoS2量子点有可能产生抗癌特性。

日期:
1月25日,2019年
资料来源:
新加坡国立大学
总结:
美国国立大学的工程师们已经开发出一种具有成本效益和可扩展性的策略,用于设计被称为过渡金属二氯化铝量子点(TMD量子点)的微小半导体粒子,这种粒子可能产生抗癌特性。该团队还希望为下一代电视和电子设备屏幕等应用优化TMD QD,先进的电子元件甚至太阳能电池。
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二维(2D)过渡金属二茂金属(TMDS)纳米材料,如辉钼矿(MoS))其结构与石墨烯相似,因其在生物医学领域的广泛潜在应用而被选用为未来的材料,传感器,催化剂,光电探测器和储能装置。二维TMD的较小对应物,也被称为TMD量子点(qds),进一步强调了TMD的光学和电子特性,在催化和生物医学应用方面具有很高的开发价值。然而,由于TMD量子点的合成仍然具有挑战性,因此在应用中几乎没有使用TMD量子点。

现在,新加坡国立大学(NUS)的工程师们已经开发出一种成本效益高、可扩展的策略来合成TMD量子点。新策略还允许为不同的应用专门设计TMD QD的属性,从而在帮助实现TMD QD的潜力方面取得了飞跃。

自下而上的TMD量子点综合策略

目前TMD纳米材料的合成依赖于一种自上而下的方法,即通过物理或化学手段将TMD矿物从毫米级收集并分解为纳米级。这种方法,虽然能有效合成高精度的TMD纳米材料,由于按大小分离纳米材料碎片需要多个纯化过程,因此可扩展性低,成本高。使用相同的方法来产生大小一致的TMD量子点也是非常困难的,因为它们是微小的。

为了克服这个挑战,美国国立大学工程学院化学与生物分子工程系的一个工程师团队开发了一种新的自下而上的合成策略,可以始终如一地构建特定尺寸的TMD量子点。一种比传统的自顶向下方法更便宜、更可扩展的方法。在温和的水和室温条件下,过渡金属氧化物或氯化物与硫原前驱体反应合成了TMD量子点。采用自下而上的方法,该小组成功地合成了一个小的7个TMD量子点库,并能够相应地改变它们的电子和光学特性。

国立大学工程学院化学与生物分子工程系副教授梁大卫领导了这种新合成方法的开发。他解释说,“使用自下而上的方法合成TMD QDS就像是用混凝土从零开始建造一座建筑,钢和玻璃组件;它让我们完全控制了建筑的设计和特点。同样地,这种自下而上的方法允许我们改变反应中过渡金属离子和查尔根离子的比例,以合成具有我们想要的性质的TMD量子点。此外,通过自下而上的方法,我们能够合成新的TMD量子点,这些量子点不是自然发现的。它们可能有新的属性,可以导致更新的应用程序。”

TMD量子点在癌症治疗及其他方面的应用

然后,美国国立大学的工程师团队合成了MOS。QDS演示概念验证生物医学应用。通过他们的实验,研究小组发现金属氧化物半导体的缺陷特性量子点可以使用自下而上的方法精确地设计,以产生不同程度的氧化应激,因此可以用于光动力疗法,一种新兴的癌症疗法

光动力疗法目前利用光敏有机化合物产生氧化应激来杀死癌细胞。这些有机化合物可以在体内停留几天,建议接受这种光动力疗法的患者不要不必要地暴露在强光下。TMD QD,如MOS量子点可以为这些有机化合物提供一个更安全的替代品,因为一些过渡金属,如钼本身就是必需的矿物质,在光动力处理后可以快速代谢。我们将进行进一步的测试来验证这一点。”里昂教授补充说。

TMD量子点的潜力,然而,不仅仅是生物医学应用。继续前进,该团队正在使用自下而上的策略扩展其TMD QD库,为了优化它们的其他应用,如下一代电视和电子设备屏幕,先进的电子元件甚至太阳能电池。

故事来源:

材料由提供新加坡国立大学.注意:内容可以根据样式和长度进行编辑。


日记帐引用以下内容:

  1. 丁向光,费鹏,周军,文斌巩Garaj Slaven,金平禄,切维·特克·林,戴维梁大伟。缺陷工程生物活性过渡金属二氯化铝量子点.自然传播,请2019;10(1)doi:10.1038/S41467-018-07835-1

引用此页以下内容:

新加坡国立大学。“工程师们为广泛的应用开发了设计微小半导体粒子的新策略:用新方法合成的mos2量子点可能会产生抗癌特性。”《科学日报》。betway必威安卓betway必威安卓科学日报,2019年1月25日。 .
新加坡国立大学。(2019年,1月25日)。工程师们开发了一种新的策略来设计适用于广泛应用的微小半导体粒子:用这种新方法合成的mos2量子点可能产生抗癌特性。 betway必威安卓.3月5日检索,2019来自www.sciebetway必威安卓ncedaily.com/releases/2019/01/190125094233.htm
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