具有与石墨烯相似结构的二维（2D）过渡金属二硫化碳（TMDs）纳米材料，例如辉钼矿（MoS 2），因其在生物医学，传感器，催化剂中的广泛潜在应用而被人们认为是未来的材料，光电探测器和能量存储设备。
2D TMD的较小的对应物，也称为TMD量子点（QD），进一步强调了TMD的光学和电子特性，并且在催化和生物医学应用中具有很高的开发价值。但是，由于TMD QD的合成仍然具有挑战性，因此TMD QD很少用于应用中中国机械网okmao.com。
现在，新加坡国立大学（NUS）的工程师已经开发出了一种经济高效且可扩展的策略来合成TMD QD。新策略还允许针对不同应用专门设计TMD QD的属性，从而在帮助实现TMD QD潜力方面取得了飞跃。
自下而上的合成TMD QD的策略
目前，TMD纳米材料的合成依靠自顶向下的方法，该方法通过物理或化学手段收集TMD矿物矿石，并将其从毫米级分解为纳米级。
这种方法虽然有效地精确地合成了TMD纳米材料，但可伸缩性低且成本高，因为按尺寸分离纳米材料的碎片需要多次纯化过程。由于它们的微小尺寸，使用相同的方法来生产尺寸一致的TMD QD也非常困难。
为了克服这一挑战，国大工程学院化学与生物分子工程系的工程师团队开发了一种新的自下而上的合成策略，该策略可以始终构建特定大小的TMD QD，比常规方法更便宜，更具扩展性。自上而下的方法。
TMD QD是通过在温和的水温和室温条件下，使过渡金属氧化物或氯化物与chalogen前体反应而合成的。使用自下而上的方法，该团队成功地合成了一个包含7个TMD QD的小型库，并能够相应地更改其电子和光学特性。
国大工程学院化学与生物分子工程系的David Leong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来合成TMD QD就像使用混凝土，钢材和玻璃组件从头开始建造建筑物；它使我们能够完全控制建筑物的设计和特征。
类似地，这种自下而上的方法使我们能够改变反应中过渡金属离子和硫属元素离子的比例，以合成具有所需特性的TMD QD，此外，通过自下而上的方法，我们能够合成天然不存在的新TMD QD它们可能具有可以导致更新的应用程序的新属性。”
将TMD QD应用于癌症治疗及其他领域
然后，国大工程师团队合成了MoS 2 QD，以证明概念验证的生物医学应用。通过他们的实验，该团队表明，可以使用自下而上的方法精确地设计MoS 2 QD的缺陷特性，以产生不同水平的氧化应激，因此可以用于新兴的癌症治疗光动力疗法。
“光动力疗法目前利用能产生氧化应激的光敏有机化合物杀死癌细胞。这些有机化合物可以在体内保留几天，因此建议接受这种光动力疗法的患者避免不必要地暴露于强光下。
MoS 2 QD可以为这些有机化合物提供更安全的替代品，因为某些过渡金属（如Mo）本身就是必需的矿物质，并且在光动力学处理后可以快速代谢。我们将进行进一步的测试以验证这一点。” 梁副教授补充说。
但是，TMD QD的潜力远远不止于生物医学应用。展望未来，该团队正在使用自下而上的策略来扩展其TMD QD库，并针对其他应用（例如下一代电视和电子设备屏幕，先进的电子组件甚至太阳能电池）对其进行优化。