近日，中科院生态环境研究中心曲广波和中科院深圳先进技术研究院喻学锋团队合作在二维黑磷领域取得新突破，发现通过化学修饰的方法极大地降低了黑磷诱发的炎性反应，相关工作以Chemical modification improves biocompatibility of black phosphorus nanosheets为题在线发表于Angew.Chemi.Int.Edi.,(DOI:10.1002/ange.201706228)。
作为一种新型二维材料，黑磷近年来在光电器件、催化和生物医学等领域的巨大应用潜力引起了广泛关注，其应用所带来的潜在环境健康效应未知。如何提高黑磷的稳定性和生物相容性也成为将黑磷推向实际应用的关键。
为评估黑磷潜在的健康效应，研究团队通过哺乳动物巨噬细胞模型和小鼠动物模型对黑磷纳米片的潜在生物效应进行了研究，系统的评价了未经修饰的黑磷纳米片（Bare BPs）的体内毒性。结果表明，Bare BPs诱发骨髓嗜中性粒细胞迅速迁移至至外周循环系统，并伴随着一系列炎性因子的升高。脾脏和肺脏作为作为外源病原体和颗粒物等累积的重要器官，也表现出显著的炎性细胞浸润。在此基础上，研究团队在本项目工作中发展了一种利用钛配体修饰缓解Bare BPs所产生的一系列炎性行为。采用钛的苯磺酸酯配体作为修饰分子，利用钛原子的空轨道和苯磺酸酯的强吸电子效应，与黑磷纳米片的孤对电子对进行配位，对黑磷进行表面修饰。这种修饰后的黑磷（TiL4@BPs）未表现出述Bare BPs所诱发的一系列效应，在提高了黑磷稳定性的同时，显著的降低了黑磷的毒性。
本项目得到了基金委优青项目和中科院前沿科学研究重点计划等资助。
表面修饰前后黑磷的炎性反应示意图
环境化学与生态毒理学国家重点实验室
2017年9月13日