结构精确石墨烯纳米带的水相超分子自组装及其光热转换应用

近年来,结构规则的石墨烯纳米带(GNRs)因具有可控的光、电、磁等物理性能而吸引了人们的广泛关注,但是,GNRs之间很强的π-π相互作用使其在溶剂中难以分散,严重阻碍了人们对其液相物化性能,以及对其超分子组装和潜在应用的研究。上海交通大学麦亦勇研究团队采用溶液合成法,合成了具有精确结构的GNRs,并在其边缘接枝亲水聚氧化乙烯(PEO)柔性链,获得一种新型的rod-coil大分子刷GNR-PEO。GNR-PEO在常用有机溶剂以及水中具有良好的分散性;在水中分散质量浓度可高达0.5mg/mL(GNR骨架质量浓度)。更有趣的是,GNR-PEO在水相中自组装成超长的一维条带或具有可控直径和螺距的弹簧状螺旋超分子结构。该超分子组装体在水中呈现近红外吸收,并能高效地将近红外光转换成热量。他们的研究不仅实现了GNRs的液相分散,极大拓宽了GNRs的研究范围,也证明了GNRs在光热转换领域的潜在应用,为GNRs在光热肿瘤治疗等领域的应用开发开辟了途径。