研究透视：Mater. Today综述-​碳点材料时代已来！

‍碳点材料，凭借其独特且优异的理化性能，成为继富勒烯、碳纳米管以及石墨烯之后，另一“明星”碳纳米材料。碳点，兼具了碳纳米材料以及传统量子点的优势，例如光学性质优异、低毒性、生物相容性好等，在众多领域具有良好的应用前景。近日，中南大学化学化工学院纪效波、侯红帅课题组在Materials today上发文，系统地论述了碳点材料的概念与范畴、碳点及其衍生材料设计，以及碳点材料应用等方面，对于碳点材料领域的最新进展进行了全面评述。

随着碳点领域的研究逐步深入，对于碳点材料的设计及性能提出了更高的要求。为推动碳点材料领域实用化发展，作者从材料化学角度，系统地阐释了碳点材料的构效关系、设计机理以及发展方向。下图为碳点材料的各种合成方法被相继开发。

图1：碳点领域的发展历程

首先，将碳点十余年的发展历程划分为发现阶段(2004-2006)、初期发展阶段(2006-2011)以及快速发展阶段(2011-至今)，并对各阶段的发展重点进行了简要叙述。进一步地，将碳点划分为石墨烯量子点、氮化碳量子点、碳量子点、碳纳米点以及碳化聚合物点五类，并分类阐述各类碳点的结构特点及适合的应用领域（如图2所示）。

图2：不同碳点的结构特征

在此基础上，对于碳点及其衍生材料的设计原理，（例如基本性质、制备方法、调控方法以及复合方法)，及其在应用(传感、生物医药、能源储存与转换、催化)的研究进展进行阐述（如图3-4所示）。最后，结合碳点的研究及应用的瓶颈，提出了碳点领域未来可能的发展方向，并着重关注了包括碳点材料的宏量制备在内的实用性问题。

图3：碳点材料的应用（Ⅰ）

图4：碳点材料的应用（Ⅱ）

 本文的第一作者为2019级硕士研究生李硕，通讯作者为侯红帅副教授。

文献链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S136970212100273X

https://doi.org/10.1016/j.mattod.2021.07.028

本文由作者供稿，一并感谢。