科学家研发新型智能材料 可应用于靶向给药、储能等各个领域

财联社（上海，编辑 黄君芝）讯，智能材料是材料科学领域的最新革命，它可以根据周围环境的变化调整其性能。从自愈手机屏幕到可变形的飞机机翼，再到有针对性的药物输送，它们都可以被应用于各个领域。

对癌症等疾病来说，使用智能材料将药物运送到体内的特定目标尤为重要，因为智能材料只有在检测到癌细胞存在时才会释放药物载荷，而不伤害健康细胞。

现在，新加坡国立大学（NUS）先进二维材料中心（CA2DM）的研究人员创造了一种新的智能材料。它具有一种二维（2D）材料的结构，但却像一种电解质，这使其可能成为在体内输送药物的一种新方式。

就像传统的电解质一样，这些新的“2D电解质”在不同的溶剂中分解它们的原子，并变得带电。此外，这些材料的排列可以受外界因素的控制，如酸碱度（pH）和温度，这是定向药物输送的理想选择。2D电解质在其他需要对环境变化做出反应的材料方面也显示出了前景，比如人造肌肉和能量存储。

二维电解质背后的团队由CA2DM主任Antonio Castro Neto教授领导，这项研究成果已于近日被刊登在了知名科学期刊《先进材料》杂志上。

在材料科学中，二维材料是一种存在于单一原子层中的固体材料。它可以被认为是一个原子级的薄片，有特定的高度和宽度，但实际上没有深度，因此，它本质上是二维的。另一方面，电解质是一种物质，它在溶解于溶剂（如水）时产生导电的悬浮液。

通过改变悬浮液的pH值，新加坡国立大学的研究人员证明了二维电解质片有能力成卷轴状排列。这与带电聚合物从分子链过渡到球状物体的方式相似。

事实上，今天已存在许多二维材料，电解行为已经在无数其他化合物中得到证实。然而，NUS的研究结果显示，首次出现了同时具有二维结构和电解质特性的材料，尤其是在液体介质中可逆地改变其形态的趋势。该团队通过使用有机分子作为反应性物种，向石墨烯和二硫化钼（MoS2）等二维材料添加不同的功能，实现了这一成就。

Castro Neto教授指出，“通过添加不同的化学基团，使其在溶剂中带正电或负电，我们改变了传统的2D材料，并提出了一种新型智能材料，其电子属性由形态构象控制。”

发现这类材料为材料科学家开辟了新的探索领域，因为它将传统上没有联系的两个研究领域结合起来，即物理学领域的二维材料和电解质（电化学领域）。

Neto教授进一步解释说，“对石墨烯和其他二维材料进行功能化以将其转化为二维电解质的方法数不胜数。我们希望，我们的工作将激励来自不同领域的科学家进一步探索二维电解质的特性和可能的应用。”

“我们预计，由于二维电解质与生物或自然系统有相似之处，它们能够自发地自我组装和交联，形成纳米纤维，有望应用于过滤膜、药物输送和智能电子纺织品。”他补充道。

（李显杰 ）