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為什么近期單壁碳納米角(CNH)的研究進展值得關(guān)注?

為什么近期單壁碳納米角(CNH)的研究進展值得關(guān)注?
先豐納米  2024-11-19  |  閱讀:1314

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單壁碳納米角(carbon nanohorns)是一種類似于單壁碳納米管的新型納米材料,由一個五邊形環(huán)限定圓錐頂點,六邊形石墨結(jié)構(gòu)擴展成大的圓錐結(jié)構(gòu),形狀呈"牛角狀”。由于其獨特的結(jié)構(gòu),碳納米角擁有比表面積大、熱穩(wěn)定性強、多孔性、不含金屬等特點,廣泛應用于吸附和存儲材料、催化劑載體、藥物載體、超級電容器和鋰電池等領(lǐng)域

。

本期小豐整理了3篇碳納米角的最新研究進展,一起看下吧~


Small Science

用于光熱癌癥化學免疫治療的仿生功能納米復合物


碳納米角(CNH)由于優(yōu)異的生物相容性和有效的光熱轉(zhuǎn)換行為成為光熱治療(PTT)有力的候選者。然而延長碳納米角的全身循環(huán)以最大限度地提高目標部位的遞送效率仍然是未來臨床納米醫(yī)學應用的重大障礙。


2024年8月19日,Small Science報道了研究人員開發(fā)了Colon26癌癥細胞膜包裹的CNH納米顆粒(CNH-CM),它不僅可以介導靶向PTT,還可以充當免疫治療劑。在此基礎上,進一步將化療藥物PTX封裝在CNH-CM復合物中,創(chuàng)建了一個集PTT、免疫治療和化療于一體的多模式癌癥光治療平臺,用來對抗惡性結(jié)直腸癌。


測試結(jié)果表明,CNH在近紅外光下表現(xiàn)出出色的光熱轉(zhuǎn)換特性,能夠有效消融癌細胞并喚醒細胞毒性免疫反應。腫瘤細胞膜包被的CNH顯示出改善的水分散性、免疫逃避和靶向能力,提高了CNH的免疫活性和抗癌藥物紫杉醇(PTX)的遞送效率。


結(jié)合三者的優(yōu)勢,負載PTX的CNH-CM復合物在腫瘤部位實現(xiàn)了高積累和長時間保留。在激光照射下表現(xiàn)出增強的PTX化療效果和強烈的光熱效應。值得注意的是,免疫分析表明,CNH-CM載體本身可以激活腫瘤中的各種免疫反應。


該多模式平臺可以克服獨立PTT的局限性,為實體瘤和轉(zhuǎn)移性疾病提供更有效、更精準的治療。


文獻名稱:

Biomimetic Functional Nanocomplexes for Photothermal Cancer ChemoimmunotheranosticsDOI:10.1002/smsc.202400324


Food Chemistry

MXene/CNHs/PPy基電化學傳感器用于有效檢測甲基對硫磷


甲基對硫磷 (MP) 是一種內(nèi)吸性殺蟲劑,以其高毒性而聞名,可抑制神經(jīng)系統(tǒng)中乙酰膽堿酯酶 (AChE) 的活性,對人類健康構(gòu)成嚴重威脅。因此,迫切需要發(fā)展一種快速、準確的檢測食品和環(huán)境中MP殘留的策略。


2024年7月15日,Food Chemistry報道研究人員以二維MXene、碳納米角(CNH)和聚吡咯(PPy)為底材,成功構(gòu)建了一種新型乙酰膽堿酯酶(AChE)電化學傳感器,用于檢測甲基對硫磷(MP)殘留。


在該項工作工作中,研究人員通過靜電自組裝形成的多維MXene/CNHs復合材料提供了高比表面積和出色的導電性。該復合材料的活性表面積為0.1062cm2,為AChE固定提供了許多電活性位點。


直徑為3μm的二維層狀MXene與高導電性CNH的獨特組合不僅增加了AChE的附著位點,而且增強了電子轉(zhuǎn)移,從而促進傳感器界面處的信號放大。此外,聚吡咯(PPy)改善了電極表面的AChE附著力,進一步增強了傳感器的穩(wěn)定性。


三種材料的協(xié)同作用顯著提高了傳感器的檢測靈敏度和響應速度,有利于實現(xiàn)MP的準確、靈敏和穩(wěn)定檢測,使其能夠高效監(jiān)測和檢測食品和環(huán)境樣品中MP殘留。測試結(jié)果表明,傳感器對MP表現(xiàn)出較寬的線性范圍(0.002–346 ng mL-1) 和低檢測限 (0.00021 ng mL-1)。


本研究提供了一種檢測MP的創(chuàng)新策略,還可以擴展到其他領(lǐng)域不同目標的檢測。


文獻名稱:

Electrochemical sensor for effective detection of methyl parathion applying multidimensional MXene/CNHs/PPy nanocomposite to synergistically immobilize acetylcholinesteraseDOI:10.1016/j.foodchem.2024.140432


Carbon

核殼F–CIP@O/N-SWCNHs復合材料用于高性能微波吸收和防腐


開發(fā)具有良好環(huán)境適應性的電磁波吸收材料(EWAMs)已成為電磁防護領(lǐng)域的研究熱點。


2024年9月13日,Carbon報道研究人員以片狀羰基鐵粉(F–CIP)和O、N共摻雜單壁碳納米角(O/N-SWCNHs)分別作為核和殼,通過簡單的靜電吸附和自組裝成功合成了具有核殼結(jié)構(gòu)的高性能F–CIP@O/N-SWCNHs復合EWAMs。


研究人員發(fā)現(xiàn),通過控制O/N-SWCNHs的添加量,實現(xiàn)了微波吸收的有效調(diào)節(jié),在不同厚度下實現(xiàn)了3.3~18GHz超寬頻率范圍的微波吸收。可調(diào)諧O/N-SWCNHs殼有效增強了介電性能并改善了阻抗匹配,而氧和氮摻雜則增強了偶極子極化。F-CIP磁芯則表現(xiàn)出很強的比飽和磁化強度(160.47emu/g)和優(yōu)異的磁損耗能力。


測試結(jié)果表明,F(xiàn)–CIP@O/N-SWCNHs表現(xiàn)出優(yōu)異的吸波性能。當樣品厚度為1.53mm時,反射損耗最小達到-74.8dB。通過改變磁性顆粒的形狀、構(gòu)建異質(zhì)界面以及O/N摻雜,有效調(diào)控極化弛豫和阻抗匹配。


此外,由于表面吸附了O/N-SWCNHs,該復合材料表現(xiàn)出更低的密度和更強的環(huán)境適應性,滿可足吸波體的輕量化要求,為適應極端工作環(huán)境奠定了基礎,是多功能、高效EWAM實際應用的理想候選材料。


該項研究為制備高效、環(huán)境適應性強的EWAMs材料的實際應用提供了一種可行的方法。


文獻名稱:

Facile constructing core-shell F–CIP@O/N-SWCNHs composites for high-performance microwave absorption and anti-corrosionDOI:10.1016/j.carbon.2024.119632


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XF133

單壁碳納米角

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