ACS NANO:通过植入分子特性的多响应二维Ti3C2Tx MXene

一、文章概述

设计和制造具有多功能性的活性纳米材料是所谓的全球“第四次工业革命”的必须条件。从这个意义上说，分子工程是一个在宏观尺度上植入原始能力的熟练工具。在这里，不同生物启发的2D-MXenes已经通过一种通用和直接的合成方法开发出来。作为一个概念的证明，MXene已被开发为一种高度敏感的趋势。本文演示了利用了植入（生物）分子成分的固有特性制造了可编程2D-Ti3C2Tx。

二、图文导读

图1.植入分子的多功能可编程生物激发的2D-MXenes。

Ti3C2Tx与不同色氨酸(Trp)或天冬氨酸(Trp)的化学功能化的示意图，此外，还包括从选定的氨基酸转移到功能化的Ti3C2Tx的主要分子性质。

图2.携带分子的部分2D-Ti3C2Tx的表征。

与L-色氨酸、L-Trp@Ti3C2Tx共价功能化的生物激发2D-MXene的材料表征。图中，特别是原始Ti3C2Tx的手风琴状结构在化学功能化后被L-Trp@Ti3C2Tx中的单个薄片所取代。因此，L-Trp的插层被证明促进了一个清晰的分层过程，就像发生在替代的层状二维材料中一样。如图c所示，作者为了更深入地了解表面修饰，在Ti3C2Tx下还获得了一个具有更高放大率的SEM图像。

图3 .来自组装的L-Trp分子的L-Tr2Tx@Ti3Trp光学性质。

荧光：在Ti3C2Tx时，L-Trp的标准化（规范）激发（虚线）和发射（固体）光谱。镶嵌：原始Ti3C2Tx的发射光谱。手性：L-Trp@Ti3C2Tx的平均（n=20）电子圆二色性(CD)光谱（浅红色）及其多项式拟合（暗红色）。镶嵌：原始Ti3C2Tx的CD光谱。

图4.生物激发2D-Ti3C2Tx作为芳香族分子的荧光生物传感探针图。

图a，(i)L-Trp@Ti3C2Tx的发光特性示意图表示；(ii)L-Trp的芳香族骨架（惰性单位）之间通过π−π相互作用产生的福斯特共振能量转移(FRET)现象；图b，通过L-Trp@Ti3C2Tx中L-Trp与石墨烯量子点(GQD)之间的π−π相互作用而产生的福斯特共振能量转移(FRET)现象。

图5.生物激发的pH驱动的分子开关。

显示LTrp@Ti3C2Tx的pH响应能力的示意图；(b)使用LTrp@Ti3C2Tx的玻璃碳电极获得两个不同功率的实际零件贡献电容（pH7.2：红色；pH11：蓝色）。

图6.手性生物识别能力起源于生物激发2D-Ti3C2Tx的锚定氨基酸部分。

三、全文总结

综上所述，具有植入分子多功能的可编程生物启发2D-Ti3C2Tx已经通过一种简单而多功能的方法开发出来了。为此，不同的氨基酸部分被共价地锚定在Ti3C2Tx基质上。几种关键的分子性质被证明可以成功地转移到MXene上。本文报告的重要发现有助于扩大利用转移的分子多功能的研究领域。总的来说，通过定制分子成分，可以很容易地设计出广泛的原始定制功能。

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