新加坡国立大学 水溶液中的二硫化钼量子点(左)和二硫化钼量子点的超高放大倍数(右)
新加坡国立大学的研究人员采用新方法合成的二硫化钼量子点有可能产生抗癌特性
学分:新加坡国立大学 二维过渡金属二硫化物纳米材料，如二硫化钼，具有与石墨烯相似的结构，因其在生物医学、传感器、催化剂、光电探测器和储能器件中的广泛潜在应用而成为未来的材料
二维量子点的较小对应物，也称为量子点，进一步增强了量子点的光学和电子性质，在催化和生物医学应用中具有很高的开发价值
然而，由于三甲基二硅氧烷量子点的合成仍然具有挑战性，因此三甲基二硅氧烷量子点很难在应用中得到应用
现在，新加坡国立大学的工程师们已经开发出一种具有成本效益且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量子点的特性，从而在帮助实现TMD量子点的潜力方面取得飞跃
自下而上的策略合成量子点 目前TMD纳米材料的合成依赖于自上而下的方法，即通过物理或化学手段收集TMD矿石并将其从毫米级分解到纳米级
这种方法虽然在精确合成TMD纳米材料方面有效，但可扩展性低且成本高，因为按尺寸分离纳米材料碎片需要多个纯化过程
使用相同的方法生产尺寸一致的量子点也是极其困难的，因为它们的尺寸很小
为了克服这一挑战，新加坡国立大学工程学院化学与生物分子工程系的一组工程师开发了一种新的自下而上的合成策略，这种策略可以始终如一地构建特定尺寸的TMD量子点，这是一种比传统的自上而下方法更便宜、更具可扩展性的方法
通过在温和的水溶液和室温条件下使过渡金属氧化物或氯化物与卤代甲烷前体反应，合成了四甲基溴化铵量子点
利用自下而上的方法，该团队成功地合成了一个由七个量子点组成的小型文库，并能够相应地改变它们的电子和光学特性
新加坡国立大学工程学院化学与生物分子工程系的梁大卫副教授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量子点就像用混凝土、钢和玻璃成分从头开始建造一座建筑；它让我们可以完全控制建筑的设计和特点
类似地，这种自下而上的方法允许我们在反应中改变过渡金属离子和硫族离子的比例，以合成具有我们期望的性质的量子点
此外，通过我们自下而上的方法，我们能够合成出新的天然存在的量子点
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领域的应用 新加坡国立大学的工程师团队随后合成了二硫化钼量子点，以展示概念验证的生物医学应用
通过他们的实验，研究小组表明，二硫化钼量子点的缺陷特性可以通过自下而上的方法精确设计，以产生不同水平的氧化应激，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产生氧化应激的光敏有机化合物来杀死癌细胞
这些有机化合物可以在体内保留几天，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
像二硫化钼这样的过渡金属量子点可以为这些有机化合物提供一种更安全的替代物，因为像钼这样的过渡金属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
”梁教授补充道
然而，量子点的潜力远远不止于生物医学应用
展望未来，该团队正致力于使用自下而上的策略扩展其TMD量子点库，并针对其他应用进行优化，如下一代电视和电子设备屏幕、高级电子元件甚至太阳能电池
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