γ射线辅助合成氮掺杂石墨烯量子点：源自多壁碳纳米管的新型生物医学材料

本研究创新性采用γ射线辐照法，以多壁碳纳米管（MWCNTs）为前驱体成功制备氮掺杂石墨烯量子点（NGQDs）。通过系统表征揭示其纳米力学性能（杨氏模量媲美SWCNTs (6,5)）、均匀负电荷分布及活性氧（ROS）生成能力。NGQDs300样品展现优异抗菌活性和生物相容性，为碳基纳米材料在生物医学应用提供了新策略。

　　

Highlight

化学组成

为解析所有样品的化学组成，我们进行了XPS和FTIR测试。两项检测结果均显示：

所有三种NGQDs样品的XPS表面扫描谱如图S1所示，谱图中包含C、O、N、Si和S元素。表面组成见表1。根据文献[34]数据，起始原料多壁碳纳米管（Baytubes?）的主要杂质为Co（0.78%）和Mn（0.75%），痕量杂质包括Al（0.49%）和Mg（0.56%）。这些金属元素均未在XPS谱中检出...

讨论

本研究首次展示了以Baytubes? C 150 HP为原料，将其溶解于H₂SO₄与HNO₃（3:1比例）混合酸中，经100、200及300 kGy剂量γ射线辐照形成NGQDs的过程。MWCNTs在混合酸中进行γ辐照时发生溶剂辐解，产生羟基自由基（OH•）、氢原子（H•）、水合电子（e_aq^-）和分子氢（H₂）等活性物种...

结论

本研究首次以MWCNTs为原料，采用不同剂量γ辐照作为解链切割工具成功制备NGQDs。NGQDs100的平均粒径为7.14 nm，而NGQDs300的粒径为4.5 nm。NGQDs200样品呈现聚集形成团簇的趋势。化学组成分析表明所有量子点样品均具有sp²杂化结构，其表面随机分布含氧官能团...