ACS NANO:通過植入分子特性的多響應二維Ti3C2Tx MXene
一、文章概述
設計和制造具有多功能性的活性納米材料是所謂的全球“第四次工業革命”的必須條件。從這個意義上說，分子工程是一個在宏觀尺度上植入原始能力的熟練工具。在這里，不同生物啟發的2D-MXenes已經通過一種通用和直接的合成方法開發出來。作為一個概念的證明，MXene已被開發為一種高度敏感的趨勢。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編程2D-Ti3C2Tx。
二、圖文導讀
圖1.植入分子的多功能可編程生物激發的2D-MXenes。
Ti3C2Tx與不同色氨酸(Trp)或天冬氨酸(Trp)的化學功能化的示意圖，此外，還包括從選定的氨基酸轉移到功能化的Ti3C2Tx的主要分子性質。
圖2.攜帶分子的部分2D-Ti3C2Tx的表征。
與L-色氨酸、L-Trp@Ti3C2Tx共價功能化的生物激發2D-MXene的材料表征。圖中，特別是原始Ti3C2Tx的手風琴狀結構在化學功能化后被L-Trp@Ti3C2Tx中的單個薄片所取代。因此，L-Trp的插層被證明促進了一個清晰的分層過程，就像發生在替代的層狀二維材料中一樣。如圖c所示，作者為了更深入地了解表面修飾，在Ti3C2Tx下還獲得了一個具有更高放大率的SEM圖像。
圖3 .來自組裝的L-Trp分子的L-Tr2Tx@Ti3Trp光學性質。
熒光：在Ti3C2Tx時，L-Trp的標準化（規范）激發（虛線）和發射（固體）光譜。鑲嵌：原始Ti3C2Tx的發射光譜。手性：L-Trp@Ti3C2Tx的平均（n=20）電子圓二色性(CD)光譜（淺紅色）及其多項式擬合（暗紅色）。鑲嵌：原始Ti3C2Tx的CD光譜。
圖4.生物激發2D-Ti3C2Tx作為芳香族分子的熒光生物傳感探針圖。
圖a，(i)L-Trp@Ti3C2Tx的發光特性示意圖表示；(ii)L-Trp的芳香族骨架（惰性單位）之間通過π−π相互作用產生的福斯特共振能量轉移(FRET)現象；圖b，通過L-Trp@Ti3C2Tx中L-Trp與石墨烯量子點(GQD)之間的π−π相互作用而產生的福斯特共振能量轉移(FRET)現象。
圖5.生物激發的pH驅動的分子開關。
顯示LTrp@Ti3C2Tx的pH響應能力的示意圖；(b)使用LTrp@Ti3C2Tx的玻璃碳電極獲得兩個不同功率的實際零件貢獻電容（pH7.2：紅色；pH11：藍色）。
圖6.手性生物識別能力起源于生物激發2D-Ti3C2Tx的錨定氨基酸部分。
三、全文總結
綜上所述，具有植入分子多功能的可編程生物啟發2D-Ti3C2Tx已經通過一種簡單而多功能的方法開發出來了。為此，不同的氨基酸部分被共價地錨定在Ti3C2Tx基質上。幾種關鍵的分子性質被證明可以成功地轉移到MXene上。本文報告的重要發現有助于擴大利用轉移的分子多功能的研究領域。總的來說，通過定制分子成分，可以很容易地設計出廣泛的原始定制功能。
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