Two Dimensional Transitional Metal Dichalcogenides for Biomedical Applications
Received date: 2015-04-26
Online published: 2015-07-07
Supported by
Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Nos. 51302180, 51222203, 51002100, 51132006) and the 973 Program (Nos. 2011CB911002, 2012CB932601).
Transitional metal dichalcogenides (TMDs) nanosheets are a new kind of two-dimensional nanomaterials emerging after graphene. Due to their intriguing physical and chemical properties, TMD nanosheets have attracted wide interests in many different fields in the past several years. Recently, many groups have also started to explore their biomedical applications. This review article summarizes the synthesis, surface modification, biomedical applications, as well as biosafety evaluation of TMDs nanosheets, and discusses future perspectives of applying this new type of two-dimensional nanomaterials in the area of biomedicine.
Liu Teng , Cheng Liang , Liu Zhuang . Two Dimensional Transitional Metal Dichalcogenides for Biomedical Applications[J]. Acta Chimica Sinica, 2015 , 73(9) : 902 -912 . DOI: 10.6023/A15040283
[1]
(a) Zhang, X.; Xie, Y. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 8187.
(b) Novoselov, K.; Geim, A. K.; Morozov, S.; Jiang, D.; Katsnelson, M.; Grigorieva, I.; Dubonos, S.; Firsov, A. Nature 2005, 438, 197.
(c) Sun, Y.; Gao, S.; Lei, F.; Xiao, C.; Xie, Y. Acc. Chem. Res. 2015, 48, 3.
(d) Lin, Y. W.; Guo, X. F. Acta Chim. Sinica 2013, 72, 277. (林源为, 郭雪峰, 化学学报, 2013, 72, 277.)
[2] Lui, C. H.; Liu, L.; Mak, K. F.; Flynn, G. W.; Heinz, T. F. Nature 2009, 462, 339.
[3]
(a) Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S.; Grigorieva, I.; Firsov, A. Science 2004, 306, 666.
(b) Yang, K.; Zhang, S.; Zhang, G.; Sun, X.; Lee, S.-T.; Liu, Z. Nano Lett. 2010, 10, 3318.
(c) Huang, X.; Yin, Z.; Wu, S.; Qi, X.; He, Q.; Zhang, Q.; Yan, Q.; Boey, F.; Zhang, H. Small 2011, 7, 1876.
(d) Geim, A. K. Science 2009, 324, 1530.
[4] Butler, S. Z.; Hollen, S. M.; Cao, L.; Cui, Y.; Gupta, J. A.; Gutierrez, H. R.; Heinz, T. F.; Hong, S. S.; Huang, J.; Ismach, A. F. ACS Nano 2013, 7, 2898.
[5] Huang, X.; Zeng, Z.; Zhang, H. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 1934.
[6] Radisavljevic, B.; Radenovic, A.; Brivio, J.; Giacometti, V.; Kis, A. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 147.
[7]
(a) Xiao, J.; Choi, D.; Cosimbescu, L.; Koech, P.; Liu, J.; Lemmon, J. P. Chem. Mater. 2010, 22, 4522.
(b) Hwang, H.; Kim, H.; Cho, J. Nano Lett. 2011, 11, 4826.
[8] Radisavljevic, B.; Whitwick, M. B.; Kis, A. ACS Nano 2011, 5, 9934.
[9]
(a) Li, H.; Yin, Z.; He, Q.; Li, H.; Huang, X.; Lu, G.; Fam, D. W. H.; Tok, A. I. Y.; Zhang, Q.; Zhang, H. Small 2012, 8, 63.
(b) Yang, J.; Voiry, D.; Ahn, S. J.; Kang, D.; Kim, A. Y.; Chhowalla, M.; Shin, H. S. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 13751.
[10] Jaramillo, T. F.; Jørgensen, K. P.; Bonde, J.; Nielsen, J. H.; Horch, S.; Chorkendorff, I. Science 2007, 317, 100.
[11]
(a) Yin, Z.; Li, H.; Li, H.; Jiang, L.; Shi, Y.; Sun, Y.; Lu, G.; Zhang, Q.; Chen, X.; Zhang, H. ACS Nano 2011, 6, 74.
(b) Perea‐López, N.; Elías, A. L.; Berkdemir, A.; Castro-Beltran, A.; Gutiérrez, H. R.; Feng, S.; Lv, R.; Hayashi, T.; López-Urías, F.; Ghosh, S. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 5511.
(c) Wang, Q. H.; Kalantar-Zadeh, K.; Kis, A.; Coleman, J. N.; Strano, M. S. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 699.
[12] Chianelli, R. R.; Siadati, M. H.; De la Rosa, M. P.; Berhault, G.; Wilcoxon, J. P.; Bearden Jr, R.; Abrams, B. L. Catal. Rev. 2006, 48, 1.
[13] Chen, Y.; Tan, C.; Zhang, H.; Wang, L. Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 2681.
[14] Novoselov, K.; Jiang, D.; Schedin, F.; Booth, T.; Khotkevich, V.; Morozov, S.; Geim, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005, 102, 10451.
[15]
(a) Coleman, J. N.; Lotya, M.; O'Neill, A.; Bergin, S. D.; King, P. J.; Khan, U.; Young, K.; Gaucher, A.; De, S.; Smith, R. J. Science 2011, 331, 568.
(b) Cunningham, G.; Lotya, M.; Cucinotta, C. S.; Sanvito, S.; Bergin, S. D.; Menzel, R.; Shaffer, M. S.; Coleman, J. N. ACS Nano 2012, 6, 3468.
(c) Zhou, K. G.; Mao, N. N.; Wang, H. X.; Peng, Y.; Zhang, H. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 10839.
(d) Nicolosi, V.; Chhowalla, M.; Kanatzidis, M. G.; Strano, M. S.; Coleman, J. N. Science 2013, 340, 1226419.
[16] Joensen, P.; Frindt, R.; Morrison, S. R. Mater. Res. Bull. 1986, 21, 457.
[17]
(a) Zeng, Z.; Sun, T.; Zhu, J.; Huang, X.; Yin, Z.; Lu, G.; Fan, Z.; Yan, Q.; Hng, H. H.; Zhang, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 9052;
(b) Zeng, Z.; Yin, Z.; Huang, X.; Li, H.; He, Q.; Lu, G.; Boey, F.; Zhang, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 11093.
[18]
(a) Liu, K.-K.; Zhang, W.; Lee, Y.-H.; Lin, Y.-C.; Chang, M.-T.; Su, C.-Y.; Chang, C.-S.; Li, H.; Shi, Y.; Zhang, H. Nano Lett. 2012, 12, 1538.
(b) Lee, Y. H.; Zhang, X. Q.; Zhang, W.; Chang, M. T.; Lin, C. T.; Chang, K. D.; Yu, Y. C.; Wang, J. T. W.; Chang, C. S.; Li, L. J. Adv. Mater. 2012, 24, 2320.
(c) Najmaei, S.; Liu, Z.; Zhou, W.; Zou, X.; Shi, G.; Lei, S.; Yakobson, B. I.; Idrobo, J.-C.; Ajayan, P. M.; Lou, J. Nat. Mater. 2013, 12, 754.
(d) Wang, X.; Feng, H.; Wu, Y.; Jiao, L. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5304.
(e) Zhang, Y.; Zhang, Y.; Ji, Q.; Ju, J.; Yuan, H.; Shi, J.; Gao, T.; Ma, D.; Liu, M.; Chen, Y. ACS Nano 2013, 7, 8963.
[19]
(a) Wang, S.; Li, K.; Chen, Y.; Chen, H.; Ma, M.; Feng, J.; Zhao, Q.; Shi, J. Biomaterials 2015, 39, 206.
(b) Chen, G.; Yu, Y.; Zheng, K.; Ding, T.; Wang, W.; Jiang, Y.; Yang, Q. Small 2015, 11, 2847.
(c) Wang, S.; Li, X.; Chen, Y.; Cai, X.; Yao, H.; Gao, W.; Zheng, Y.; An, X.; Shi, J.; Chen, H. Adv. Mater. 2015, 27, 2775.
[20]
(a) Min, Y.; Moon, G. D.; Kim, B. S.; Lim, B.; Kim, J.-S.; Kang, C. Y.; Jeong, U. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2872.
(b) Cheng, L.; Huang, W.; Gong, Q.; Liu, C.; Liu, Z.; Li, Y.; Dai, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 7860.
(c) Qian, X.; Shen, S.; Liu, T.; Cheng, L.; Liu, Z. Nanoscale 2015, 7, 6380.
(d) Gong, Q.; Cheng, L.; Liu, C.; Zhang, M.; Feng, Q.; Ye, H.; Zeng, M.; Xie, L.; Liu, Z.; Li, Y. ACS Catal. 2015, 5, 2213.
[21] Xu, G.; Lu, Z.; Zhang, Q.; Qiu, H.; Jiao, L. Acta Chim. Sinica 2015, 73, 895. (许冠辰, 卢至行, 张琪, 邱海龙, 焦丽颖, 化学学报, 2015, 73, 895.)
[22] Chou, S. S.; De, M.; Kim, J.; Byun, S.; Dykstra, C.; Yu, J.; Huang, J.; Dravid, V. P. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4584.
[23] Cheng, L.; Liu, J.; Gu, X.; Gong, H.; Shi, X.; Liu, T.; Wang, C.; Wang, X.; Liu, G.; Xing, H. Adv. Mater. 2014, 26, 1886.
[24]
(a) Liu, T.; Wang, C.; Gu, X.; Gong, H.; Cheng, L.; Shi, X.; Feng, L.; Sun, B.; Liu, Z. Adv. Mater. 2014, 26, 3433.
(b) Liu, T.; Wang, C.; Cui, W.; Gong, H.; Liang, C.; Shi, X.; Li, Z.; Sun, B.; Liu, Z. Nanoscale 2014, 6, 11219.
[25] Yuan, Y.; Li, R.; Liu, Z. Anal. Chem. 2014, 86, 3610.
[26] Yin, W.; Yan, L.; Yu, J.; Tian, G.; Zhou, L.; Zheng, X.; Zhang, X.; Yong, Y.; Li, J.; Gu, Z. ACS Nano 2014, 8, 6922.
[27] Yong, Y.; Zhou, L.; Gu, Z.; Yan, L.; Tian, G.; Zheng, X.; Liu, X.; Zhang, X.; Shi, J.; Cong, W. Nanoscale 2014, 6, 10394.
[28] Zhu, C.; Zeng, Z.; Li, H.; Li, F.; Fan, C.; Zhang, H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5998.
[29] Ou, J. Z.; Chrimes, A. F.; Wang, Y.; Tang, S.-y.; Strano, M. S.; Kalantar-zadeh, K. Nano Lett. 2014, 14, 857.
[30] Sarkar, D.; Liu, W.; Xie, X.; Anselmo, A. C.; Mitragotri, S.; Banerjee, K. ACS Nano 2014, 8, 3992.
[31] Xi, Q.; Zhou, D.-M.; Kan, Y.-Y.; Ge, J.; Wu, Z.-K.; Yu, R.-Q.; Jiang, J.-H. Anal. Chem. 2014, 86, 1361.
[32] Wang, L. V.; Hu, S. Science 2012, 335, 1458.
[33] Liu, T.; Shi, S.; Liang, C.; Shen, S.; Cheng, L.; Wang, C.; Song, X.; Goel, S.; Barnhart, T. E.; Cai, W. ACS Nano 2015, 9, 950.
[34] Chou, S. S.; Kaehr, B.; Kim, J.; Foley, B. M.; De, M.; Hopkins, P. E.; Huang, J.; Brinker, C. J.; Dravid, V. P. Angew. Chem. 2013, 125, 4254.
/
| 〈 |
|
〉 |
