移过去，石墨烯。实验室中有一种新的、改进的二维材料。硼烯是2015年首次合成的硼的原子薄版本，它比碳的二维版本石墨烯更导电、更薄、更轻、更强、更柔韧。

现在，宾夕法尼亚州立大学的研究人员通过赋予这种材料手性(或手性)，使这种材料变得更加有用，这可以用于制造先进的传感器和植入式医疗设备。这种手性是通过一种以前从未在硼烯上使用过的方法诱导的，使该材料能够以独特的方式与不同的生物单位(如细胞和蛋白质前体)相互作用。

该团队由DipanjanPan、DorothyFoehrHuck和J.LloydHuck纳米医学讲座教授、材料科学与工程以及核工程教授领导，他们在ACSNano上发表了他们的研究成果，他们说这是同类研究中的第一篇。

潘说：“硼烯是一种非常有趣的材料，因为它与碳非常相似，包括原子量和电子结构，但具有更显着的特性。研究人员才刚刚开始探索其应用。”

“据我们所知，这是第一项了解硼烯生物相互作用的研究，也是第一份赋予硼烯结构手性的报告。”

手性是指相似但不相同的物理特性，例如左手和右手。在分子中，手性可以使生物或化学单元以无法完美匹配的两种形式存在，就像左手套和右手套一样。它们可以精确地相互镜像，但左手手套永远不会像适合左手那样适合右手。

硼烯在结构上是多晶型的，这意味着它的硼原子可以以不同的配置排列，从而赋予它不同的形状和特性，就像同一组乐高积木可以构建成不同的结构一样。这使得研究人员能够“调整”硼吩，赋予其各种特性，包括手性。

潘说：“由于这种材料作为植入式传感器的基材具有巨大的潜力，我们希望了解它们在暴露于细胞时的行为。”“我们的研究首次表明，硼烯的各种多态结构与细胞的相互作用不同，并且它们的细胞内化途径由其结构独特地决定。”

研究人员使用溶液态合成方法合成了硼烯血小板(类似于血液中发现的细胞碎片)，其中包括将液体中的粉末状材料暴露于一种或多种外部因素，例如热量或压力，直到它们结合成液体。想要的产品。

潘说：“我们通过将硼粉末置于高能声波中来制造硼烯，然后将这些血小板与不同的氨基酸在液体中混合以赋予手性。”“在这个过程中，我们注意到氨基酸中的硫原子比氨基酸的氮原子更喜欢粘附在硼烯上。”

研究人员发现，某些氨基酸(例如半胱氨酸)会在不同位置与硼烯结合，具体取决于其手性旋向性。研究人员将手性硼烯血小板暴露于培养皿中的哺乳动物细胞中，观察到它们的手性改变了它们与细胞膜相互作用和进入细胞的方式。

潘表示，这一发现可以为未来的应用提供信息，例如开发具有对比度的更高分辨率医学成像，可以精确跟踪细胞相互作用，或者通过精确的材料-细胞相互作用更好地进行药物输送。他说，至关重要的是，了解材料如何与细胞相互作用并控制这些相互作用，有一天可能会带来更安全、更有效的植入式医疗设备。

潘说：“硼烯的独特结构可以实现有效的磁力和电子控制。”他指​​出，这种材料可以在医疗保健、可持续能源等领域有更多应用。“这项研究只是开始。我们正在进行几个项目，开发硼烯的生物传感器、药物输送系统和成像应用。”

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