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我校光电材料与器件研究院在纳米光电材料及传感技术研究方向取得新进展
作者:    发布时间:(2021-02-25 09:38:13)    阅读次数:

近日,光电学院光电材料与器件研究院在纳米光电材料及传感技术的研究中取得新进展。我校研究生黄友强在白功勋教授和徐时清教授共同指导下,在国际权威期刊Chemical Engineering Journal(工程技术类1区)上在线发表了题为“Erbium-doped tungsten selenide nanosheets with near-infrared II emission and photothermal conversion”(具有近红外二区发光及光热转换功能的铒掺杂硒化钨纳米片)的研究论文。

癌症作为全世界高致死率的疾病之一,严重威胁人民的生命健康。目前在临床上主要采用外科手术,化疗和放疗等效率低下且具有较大副作用的治愈方法。光热疗法是一种新型肿瘤治疗手段,其通过光热剂在光激发下产生的局部高温杀死癌细胞,具有侵袭性低、疗效显著、副作用小等优点,目前被广泛关注和研究,并已有部分应用于临床。与此同时,荧光成像具有实时监控、时空分辨率高、非入侵性等优点,是医疗诊断和临床图像引导手术的重要工具。其中,近红外二区窗口(1100nm-1700nm)较低的光子吸收和组织自荧光可以显著提高信噪比和穿透深度,从而获得更高的成像分辨率。因此,具有高效光热转换和近红外二区发光的双功能光热剂的开发具有重大的研究意义。

同时具有红外发光检测和光热转换能力的新型纳米材料应用于肿瘤治疗示意图

二维过渡金属二硫族化合物纳米材料因其在生物医学和光电领域的应用而受到人们的广泛关注。然而,二维过渡金属二硫族化合物纳米材料和器件的发射大多局限于可见光到近红外(NIR)边缘,限制了其广泛的应用。针对高效光热转换和近红外二区发光的光功能纳米材料需求,我校光电材料及传感技术研究院通过阳离子交换和超声辅助液相剥离技术,开发掺杂稀土铒的硒化钨纳米片。凭借铒离子近红外1540 nm特征发光,二维硒化钨纳米片的发光扩展到生物医学第二窗口。近红外二区发光能有效穿透3-5厘米厚的生物组织,对于生物检测意义重大。此外,该团队利用808 nm激光进行了一系列光热实验,发现所制得的纳米片光热转换效率高达35.2%,大大高于以往的许多报道,如纳米金颗粒。

新型纳米材料在近红外激光照射下优异的光热转换和成像检测能力


结果表明,所制备的纳米片同时具有近红外二区发光和高效光热转换特性,有助于构建新型近红外发光成像与光热治疗一体化的纳米探针。相关工作得到了浙江两化融合联合基金重点支持项目(U1909211)和浙江省自然科学基金重点项目(LZ21E020004)的资助。

 

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