福州大学杨黄浩/宋继彬团队综述：黑磷纳米材料——从物理光学性质到生物医学应用

黑磷是一种新型的二维半导体材料。由于单原子层内的每个磷原子与其他三个相邻原子共价结合，以及磷原子的不等性杂化方式，黑磷在正交表面上形成了具有不同键角和键长的褶皱蜂窝原子排列结构。这种独特的结构使得黑磷纳米材料显现出光电载流子以及热传导过程中的各向异性。与其他二维材料相比，这种褶皱结构也为黑磷纳米材料提供了更大的比表面积。此外，黑磷还展现出可调谐的直接带隙（0.3 eV至2 eV），出色的光响应性以及高载流子迁移率（~1000 cm² V^-1 s^-1）。因此，黑磷纳米材料在电子、光电子、储能、催化、传感以及生物医学等研究领域引起了广泛的关注。

在生物医学领域，黑磷纳米材料因其优异的物理光学性质，光电/光热转化能力，以及固有的生物相容性，研究者普遍认为其将成为临床上颇具潜力的纳米制剂。比如，黑磷纳米材料被开发应用于癌症光治疗剂以及光学诊断试剂。最近，黑磷纳米材料的活体成像研究得到了迅速的发展，在近红外二区的光声/荧光成像等领域崭露头角。不过，黑磷纳米材料在发展的道路上尤其在临床转化方面也存在着一些难题，例如，在生理环境中的氧化降解既破坏了黑磷的结构，又降低了其性能与应用价值。因此，了解黑磷的物理光学性质，掌握其制备以及表面修饰方法，对推进黑磷纳米材料的生物医学发展有着至关重要的作用。

在文章中，福州大学杨黄浩教授、宋继彬教授课题组介绍了黑磷的原子结构特征和物理光学性质，系统地总结了黑磷纳米材料的制备和修饰方法，从中分析出提高黑磷稳定性和其生物医学应用价值的有效策略及作用机理，综述了黑磷纳米材料在生物医学，尤其在活体成像分析、癌症治疗、生物活性，以及骨/神经系统损伤修复中的应用，最后对黑磷纳米材料存在的问题和未来的发展方向进行了探究和展望。

详见：Zhi Li, Jibin Song*, Huanghao Yang*. Emerging Low-dimensional Black Phosphorus: From Physical-Optical Properties to Biomedical Applications. Sci. China Chem., 2022, doi: 10.1007/s11426-022-1355-6.

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作者简介：

宋继彬，福州大学教授、博士生导师。2014年博士毕业于新加坡南洋理工大学（NTU）化学与生物医药工程专业。目前主要研究方向为分子探针、活体成像，疾病诊疗新技术等。

杨黄浩，福州大学教授，博士生导师。1997和2002年分别于厦门大学化学化工学院获学士和博士学位。现任福州大学副校长，兼任Materials Chemistry Frontiers 副主编、Science China Chemistry和分析化学等刊物编委。杨黄浩教授长期从事新型光学探针与生物医学传感、生物成像分析领域的研究。

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