新型碳量子点的合成、主要性质及其在新材料中的应用

第31卷第1期2021年2月
粉宋冶全工业
POWDER METALLURGY INDUSTRY
V ol. 31，No.l，pl-8
Feb. 2021
DOI ： 10.13228/j.boyuan.issn 1006-6543.20200235
新型碳量子点的合成、主要性质及其在新材料中的应用
易健宏，赵文敏，鲍瑞，方东，游昕
(昆明理工大学材料科学与工程学院，云南昆明650093)
摘要:近年来，碳量子点(CQDs)作为一种新型的碳纳米材料，引起了人们广泛的关注。

碳量子点除了具有独特而优异的光学性质外,还具有良好的水溶性、生物相容性、低毒性、成本低等优点。

发现碳量子点以来，学者们开发了多种合成方法，例如模板法、微波法、水热法、磁控热法等，且因其优异的性质而被广泛应用于生物、环境、能源等相关材料领域。

阐明了碳量子点的合成路线、主要性质及其在能源、电子及生物材料中的应用与前景。

关键词：碳量子点；合成;性质；应用
文献标志码:A 文章编号：1006-6543 (2021 )01 -0001 -08
Synthesis, main properties and applications of new carbon quantum dots in new
materials
YI Jianhong,ZHAO Wenmin,BAO Rui,FANG Dong,YOU Xin
(Faculty of Materials Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming
650093, China)
Abstract：In recent years, carbon quantum dots (CQDs) as a new type of carbon nanomaterials have attracted widespread attention. In addition to unique and excellent optical properties. CQDs also have good water solubili­ty, biocompatibility, low toxicity* and low cost. Since the discovery of CQDs, people have develop a variety of synthesis methods* such as template method, microwave method, hydrothermal method, magnetron thermal method, etc., and because of its excellent properties»they have been widely used in biology, environment»ener­gy, and related material fields. The synthesis route, main properties of CQDs* and its applications and prospects in energy, electronics and biological materials were clarified.
Key words：CQDs ；synthesis ；property ；application
碳点(CD)是一维尺寸低于10 nm的含氧/氮的 官能团或聚合物聚集体，具有光致发光性(PL),主 要包括石墨稀量子点(GOD),聚合物点(PD)和碳量 子点（CQDs)。

本文主要讨论的是CQDs,CQDs作 为碳的同素异构体，是一种新型的粉末形态，自2004年111发现以来便受到国内外学者的广泛研究，因为其不仅合成成本低且易于合成,而且具有特有 的性质，例如小尺寸、良好的耐光性、优异的生物相 容性、上转换发光性(UCPL)、发光可协调性和化学稳定性等。

现有合成的CQDs由碳核和表面众多功能团组 成，是一种混合物，它不仅可以是晶体状的，晶格间 距近似于石墨相，也可以是非晶状的，还可以同时 包含晶状和非晶状。

CQDs表面丰富的官能团赋予 其丰富的化学、物理特性，例如，含氧官能团（羟基 和羧基）使其具有非常好的水溶性，与很多碳纳米 材料完全不同，也是其优势所在。

CQDs并且具有 进一步功能化的潜力，通过选择不同的合成路线，
基金项目：云南省万人青年精英计划资助项目（2018-005)
作者简介：易健宏（1965—），男，博士，教授.主要研究方向为粉末冶金基础理论、材料与技术。

收稿日期:2020-10-10
粉末冶金工业第31卷
可以对表面进行特定的修饰，使其在光学运用中展
现出不同的特性。

除此之外，CQDs还有独特的电
子转移能力，使得CQDs在光催化中可以有效地利
用太阳光全谱，得到更为广泛的应用。

本文综述了 CQDs的合成方法、主要性质及其在
能源、电子及生物材料中的相关应用，并且对CQDs
的光学特性、稳定性、生物相容性及其在能源、电子、
生物材料中的应用之间的联系进行了说明。

1碳量子点的合成
图1为CQDs的合成、性质及应用。

CQDs的合
成方法通常可以分为两大类：自上而下和自下而上
(如图1所示）。

电弧放电法\
电化学法- 激光烧蚀法y >自上而下法自下而上法_ V/
合成
性质
紫外吸收和发光光致电子转移
上转换发光#
r
稳定性和生物相容性
K
模板法
溶剂热法
强酸氧化法
微波消解法
水热法
磁控热法
能源材料
电子材料
生物材料
图1CQDs的合成、性质及应用
1.1自上而下
自上而下合成法是指通过物理或化学方法从 大尺寸的碳骨架（如碳靶）上剥落下纳米碳颗粒而 合成CQDs，包括弧光放电法、电化学法和激光烧蚀法等。

1.1.1弧光放电法
弧光放电法是指将电弧放电中产生的热能直 接作用于碳基电极材料，使其蒸发、冷凝即可产生 碳纳米颗粒。

Xu等m首次发现CQDs是通过HN03氧化电弧 放电烟灰，引入羧基，然后再用NaOH溶液提取沉淀 物，得到稳定的黑色悬浮液，凝胶电泳后，分离出一 条快速移动的荧光CQDs带，平均大小约为18 nm。

随后，Bottini等用电弧法从原始CNTs和硝酸氧化 的CNTs中分离出荧光CQDs纳米颗粒。

原始CNTs 衍生的荧光纳米粒子具有疏水性，且分布较窄；氧 化过的CNTs衍生的荧光纳米粒子由于表面氧化或 被一■层薄碳层包覆，在水中具有聚集的能力，并具有更广泛的尺寸分布。

1.1.2电化学法
电化学法是指利用电化学手段处理碳源，从其 表面剥落碳纳米颗粒制备CQDs。

Zhou等[3]首次以多壁碳纳米管作为碳源，四丁 基高氯酸铵为电解质溶液进行电化学反应，发现电 解质溶液在紫外线的照射下发出蓝色荧光。

发出 蓝色荧光的物质就是碳量子点，平均粒径为(2.8土0.5) nm，产率为6.4%，但所用电解质在一定条件下 会对人体造成伤害。

Yao等141使用了一种更为简单 安全的电化学方法合成CQDs。

在电解槽中心放置 一个纯石墨环阳极和一个钛管阴极，阳极和阴极之 间用绝缘0形环隔开，纯水为电解质，同时施加电 解电压和超声波功率，无需任何纯化，便可在水中 快速获得纯蓝色荧光CQDs,粒径为2〜3 nm,产率 提尚至8.9%。

1.1.3激光烧蚀法
激光烧蚀是一种利用激光辐照固体靶材制备 纳米材料的有效物理方法。

Hu等[5]首次通过将石墨粉溶解在不同的有机溶 剂，对其进行激光烧蚀合成粒径为1〜8 nm、产率仅 为5%的CQDs并探讨了其发光机制（如图2151所示）：激光辐照使聚乙二醇溶剂产生高温高压的热力学 状态，将碳材料加热到等离子态，激光辐照后，碳等 离子体的凝聚诱导CQDs形成。

CQDs表面可能被 剩余或分解的氧原子氧化，与等离子体产生的聚乙 二醇或其碎片分子在有机溶剂中激光照射石墨粉 进而合成CQDs。

有机溶剂大多有毒性，会对人体 造成一定的伤害。

因此，Li等161将水作为溶剂，激光 照射碳纳米材料，在激光照射期间，使用磁力搅拌 器对混合液进行搅拌以防止原始碳纳米材料沉降，进而合成CQDs，并且发现增加激光能量和照射时 间可改善CQDs发光强度。

图2聚乙二醇溶剂中一步合成CQDs的流程图
1.2自下而上
自下而上法是指利用分子、离子状态等尺寸很 小的碳材料合成CQDs。

主要包括模板法、微波消 解法、溶剂热法、
强酸氧化法及水热法等。

第1期易健宏等：新型碳量子点的合成、主要性质及其在新材料中的应用1.2.1模板法
模板法是指在特定的支撑材料上合成CQDs,
该方法主要分为两个步骤：（丨）在合适的介孔模板
或硅球中锻烧生长CQDs;(2)蚀刻去除支架并生成
CQDs。

Zong等171通过将二氧化硅球浸渍在复合盐和柠
檬酸的混合溶液中，经煅烧去除介孔支架后得到少
许的具有单分散性良好、光稳定性好、发光性能优
良的CQDs。

丫31^等18]首次采用软-硬模板法分别以
4种不同的前驱体为碳源，合成尺寸、组成、结晶度
可调的CQDs。

经测试，以嵌二萘为碳源合成的
CQDs平均粒径为(3.8±0.5) nm,产率仅为4.7%，但
结晶度相对来说是4种不同碳源中最好的。

相
反，以1,3, 5-三甲基苯（TMB)为碳源合成的
CQDs(如图3[81所示），结构大多为无定型碳，平均
粒径为(3.1 ±0.6) nm,产率也仅有3.3%。

TMB
自组装
■■■■丨丨丨_
酸乙酯暑~徽
TMB/P123 in SiO,钝化剂CDs@OMS 复合物蚀刻|
氧化
CQDs
图3以1,3,5-三甲基苯为碳源通过软硬模板法合成CQDs
的实验流程
1.2.2溶剂热法
溶剂热法是指以有机物为溶剂，同时以一些有 机小分子为碳源，在一定的温度下进行反应合成 CQDs。

Wang等19]曾以无水柠檬酸为碳源，十八烯作为 溶剂，并且加入1-十六烷基胺对产物表面进行钝化 处理，在300 °C的高温下热解合成CQDs。

产物粒 径为4〜7 nm，PL高达100 nm,但令人惊喜的是，其 产率高达53%。

Zhou等叫以柠檬酸和谷胱甘肽为 前驱体，在200 °C下加热10 min合成CQDs,粒径降 低至2.5〜3 nm,而产率高达80.3%。

1.2.3强酸氧化法
强酸氧化法是用强氧化剂对碳前驱体进行氧 化处理,不需要外部加热即能快速合成大量CQDs,可大规模制备。

Fang等[|11提出一种较简单的氧化法合成CQDs,即在没有外部加热处理的情况下，将乙酸、水、P:05混合在一起，迅速合成大量CQDs。

但该方 法合成的CQDs平均尺寸较大，约为105 nm。

因此, Sun等112]提出一种用硫酸氧化头发纤维合成CQDs 的新方法。

将人发纤维放入浓硫酸中，将其分别在 40、丨00、140 °C下加热24 h,结果表明，在较高的反 应温度下合成的CQDs具有较小的尺寸(2〜5 nm)以及较高的产率(29%)。

1.2.4微波消解法
微波消解法是利用微波处理碳前驱体来合成 CQDs。

Guan等1131以叶酸为碳源，将其溶解在二甘醇中，以750 W功率微波加热40 s,得到红棕色悬浮液，随 后将悬浮液透析72 h,得到平均粒径为4.51 nm、产 率为18.9%的CQDs。

另外,Li等m以柠檬酸、硫脲为 碳源，以700 W功率微波消解7 min合成了荧光强度 依赖pH的CQDs。

产物平均粒径降低至2.88 nm,且 产率提高至31.67%,同时该产物还具有良好的生物 相容性（细胞活力测试证明），对高离子强度环境具 有很强的抗干扰能力。

1.2.5水热法
水热法是指在一定的条件下，将CQDs的前驱 体直接进行水热反应来合成CQDs。

Chang等1151使用不同有机化合物作为碳源，在 300 °C下水热反应2 h,再经过脱水、聚合、碳化、钝 化等流程后合成CQDs(如图41151所示）。

其中由甘 氨酸为碳源合成的CQDs性能最优,平均粒径低至 2.6±0.5 nm,产率提高至30.6%，激发波长为410〜 510nm,具有强蓝色荧光，可用于细胞成像。

此外，Yuan等1161以柠檬酸,2,3-二氨基萘，乙醇为原料，在 200 °C下水热反应4 h得到蓝色荧光CQDs,平均粒 径为1.95 nm,产率达到75%。

这为CQDs的大规模 制备及工业化应用提供了新的合成思路。

聚合
图4以一甘氨酸为原料，经过脱水，聚合，碳化，钝化合成
CQDs 的过程
• 4 •粉末冶金工业第31卷
1.2.6磁控热法
磁控热，是一种能在电磁场下加强能量的产生 和传播的热源。

在适当的交变磁场下，磁性纳米颗 粒能够产生热量，从而在外部触发大量的化学反 应。

磁控热的效率在本质上取决于粒子的性质和 居里温度值[n i。

陈苏团队118]首次采用磁热反应器一步热解柠檬 酸盐和尿素，在3 min内大规模合成CQDs。

优化反 应条件，产率可在1h内达到50%，产量较传统方法 提高约丨60倍（如图51I S I所示）。

与传统反应器相比，磁热反应器能量高，升温速度快，温度稳定性好，受 热均匀，增强了能量传递，使反应过程得到了强化。

磁控热磁控热
磁场♦ CQDs
图5磁控热法大量生产CQDs的流程
表I不同碳源不同方法合成的CQDs的尺寸分布以及产率碳源方法直径/nm产率/%
SWNT弧光放电m18 1.6
CNT弧光放电12110-
MWCNT电化学w 2.8 6.4
石墨电化学141 2.58.9
石墨激光烧蚀151 4.55
纳米碳激光烧蚀™30-
柠檬酸模板法171223
嵌二萘模板法181 3.8 4.7
叶酸微波消解法1131 4.5118.9柠檬酸+硫脲微波消解法1141 2.8831.67柠檬酸+十八烯+溶剂热法191 5.553 1-十六烷基胺
柠檬酸+谷胱甘肽溶剂热法|H)1 2.7580.3
乙酸+水+P:05强酸氧化法m i105 2.3
硫酸+头发强酸氧化法"2| 3.529
2-氨基-2-羟甲基丙烷-1,水热法1151 2.630.6 3•二醇
柠檬酸+ 2,3-二氨基水热法[l f t| 1.9575萘+乙醇
柠檬酸+尿素磁控热法1181 2.455
综上所述，各合成方法都有特点。

但为了满足 实际需求，首先要考虑CQDs的合成质量（粒径、产 率、分散性）和成本：自上而下的合成方法不能同时满足质量和成本的双重要求；而自下而上的合成方 法中，模板法的产率过低（小于5%);强酸氧化法和 微波消解法粒径小、产率高，但粒径分布不均匀；溶 剂热法，水热法和磁控热法可以满足合成质量和成 本的双重需求,特别是溶剂热法的量子产率可高达 80.3%。

其次，从合成过程比较，自上而下的合成方 法都较为复杂，且电化学法和激光烧蚀法在合成过 程中可能产生有毒物质：自下而上的合成方法中，模板法需要纯化，复杂且费时，溶剂热法、强酸氧化 法、微波消解法和水热法方法简单，有很强的可操 作性，所用碳源丰富且环保，但溶剂热法和强酸氧 化法可能会产生有毒或有害物质，影响生产效率，而微波消解法具有实验周期短的显著优势。

因此，自下而上的合成方法更具有适用性。

2碳量子点的性质
2.1紫外吸收和发光性能
CQDs独特的结构和组成决定了其独特的性质。

例如在紫外光区有较强的吸收峰(260〜320 nm)，且 在可见光区域有长拖尾。

通常表现出荧光最大发 射波长、激发波长依赖性等光学特征。

部分光谱中 还出现了吸收肩，可能是由于C=C键和711*跃迁 (如图6|I9_M1所示）。

CQDs的另一个突出特点是PL，当CQDs被外 部光源(300〜400 nm)激发时，CQDs会吸收激发光 子能量发生能级跃迁，从基态变为激发态，然后再 回到低能态，这部分能量又会以光子形式释放出去 产生荧光™。

理解PL机制是设计和合成具有理想 光学特性CQDs以满足广泛应用需求的关键。

然而 由于CQDs的复杂性，PL的起源尚不清楚。

且关于 CQDs的发光机制尚没有统一的定论，大多数学者 认为辐射复合过程可以用来解释其发光机制[22]。

除此之外,Zheng等首次报道了CQDs的电化 学发光特性，证明CQDs与半导体量子点类似，具有 较好的电化学发光特性。

其发光机制是：在电势循 环过程中CQDs形成了氧化态的IT和还原态的R-,这两种带相反电荷的电荷载体之间发生了电子转 移猝灭而产生激发态的CQDs (R*),R*通过辐射的 方式释放出一个光子返回至基态而产生电致发光1241。

2.2光致电子转移性质
CQDs能捕获可见光区内的光子，
其激发态和
第1期易健宏等：新型碳量子点的合成、主要性质及其在新材料中的应用
200 300 400 500 600 700
300 400 500 6()0 700
波长/nm
(a )波长360 nm 处的紫外吸收光谱(黑线)和荧光光谱(蓝线)(插图为365 nm 紫外照射下的照片）；（b )不同波长激发下的荧光光谱。

图6 CQDs 在不同波长激发下的紫外吸收光谱和荧光光谱
2.3上转换发光
与大多数发光材料观察到的斯托克斯位移不
同的是,CQDs 具有UCPL 特性，这可以避免斯托克 斯荧光干扰的背景，从而提供发光成像中更高的信 噪比' U 等％首次发现，在近红外（800 nm )处通 过激光烧蚀后合成的CQDs 在双光子的激发下会 发出强烈的光。

这表明CQDs 的UCPL 性。

近来，
Liang 等13(11通过在二甲基甲醜胺中微波辅助剥离红 色发光CQDs 合成近红外吸收/发射CQDs (NIR -
CQDs )，得到的CQDs 具有单层石墨烯或多层石墨 稀样核。

这种结构增加了电子受体羰基与核内石 墨烯样板的接触面积，使其在808 nm 连续激发下 产生784 nm 的发射峰。

通过温度相关的光致发光 光谱和瞬态吸收光谱证实了 NIR -CQDs 的UCPL 是 由激发态的热激活电子跃迁引起的，而不是多光子 吸收过程。

2.4稳定性与生物相容性
有机荧光染料随着光照时间的增加荧光强度 会相应的减弱1M 1,但CQDs 的表现不同，例如，Zhao 等[321用激光持续照射CQDs 数小时后，焚光强度基 本没有变化，且没有光漂白和光眨眼现象。

其次， ICasibabu 等™用CQDs 进行细胞毒性试验，发现
CQDs 不仅有抑菌和杀菌的作用，且能有效定位在
细菌和真菌细胞中的核苷酸上。

同时，Li 等％通过 表面钝化、修饰、合成具有近红外发光的CQDs ,随 后将CQDs 通过尾静脉注射、皮下注射、管饲注射等 多种注射方法射入裸鼠体内，都可在670 nm 激光的 激发下观察到近红外荧光，并且实时显示小鼠体内
CQDs 的分布（如图7[341所示）。

(a) 口服前：（b) 口服后。

图7 活体小鼠口服CQDs 水溶液前后近红外荧光成像（激 发波长671 nm ,使用750 nm 长通滤光片采集信号，曝光时
间 200 ms )
3碳量子点在若干新材料中的应用
CQDs 作为一种新型的粉末材料，由于其固有
0.8
500
S I X )
相关的瞬变现象与荧光发射和氧化还原过程密切 相关。

光诱导电子转移性能是CQDs 能量转化和催 化运用的基础。

Sun 等[251首次提出，在溶液中CQDs 可被电子受体或给体有效猝灭，即CQDs 是优良的
电子受体和给体。

尽管这一特性己被广泛报道，但 还没有直接证据可以完全解释光诱导电荷转移的 本质。

因此，根据己报道的相关间接实验,CQDs 电 子转移机制可能为：当一个具有能量的光子射入
CQDs 时，会产生光生电子-空穴对。

光激发产生的 电子空穴对有两个主要变化：（1)激发态的电子经 过热振动移动到激发态的最底端，然后回到基态与 空穴结合，一部分发生辐射复合放出光子（复合）;(2)形成的空穴和电子被分离且分别迁移到CQDs 表面，可以将吸附在CQDs 表面的羟基和水分子氧 化成•€«，这些小分子具有很强的氧化能力，可以降 解有机物(分离)12M 71。

0000
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粉末冶金工业第31卷■ 6•
的许多优异特性，在新材料领域有重要地位。

下面 介绍其在能源、电子以及生物材料中的典型应用。

3.1碳量子点在能源材料中的应用
日益加剧的环境问题和化石燃料引起的能源 危机，采取可持续和清洁能源并实现有效的污染修 复己迫在眉睫。

光催化为污染物的转化和降解提 供了一种有效策略，目前己有大量关于催化剂的报 道，三元光催化剂具有更高的太阳光谱利用率，可 以在更短的时间进行电荷传输、发生表面氧化还原 反应1351。

据报道，CQDs可作为复合光催化剂的优 良单子陷阱，增加其光催化性能136]。

因此Qu等[371通 过水热法制备新型Ti02/CQDs/Bi0Br复合光催化 剂。

在模拟光照下，180 min内实现了约85%的甲 基橙降解，是P25的两倍。

主要有两方面的因素，一是CQDs出色的电导率可提高该催化剂光激发电荷 的分离效率；二是位于Ti02或BiOBr纳米薄片表面 的CQDs可充当浅陷阱，从而限制电子空穴的重组。

另外，Yang等™原位逐层自主合成Bi203/CQDs 薄膜，通过电化学阻抗测试发现其界面电荷转移的 阻抗更低，光生载流子的转移和分离效率更高。

薄 膜的催化机制如图81381所示，该催化也是目前有效 抑制光生载流子复合的有效技术手段。

然而该催 化光稳定性不高，催化剂寿命不够长，因此如何在 提高光电催化性能的基础上，提高光稳定性，延长 催化剂寿命是日后研宄的热点。

图8 Bh〇,/CQDs复合薄膜的光电催化机制
另外，CQDs在太阳电池中也有潜在应用。

近 年来，CQDs作为光吸收器、电子传输层和电极修饰 材料己被应用在硅基、有机和敏化太阳电池中。

例 如，Yan等1391首次以CQDs为光敏剂应用于TiO:太 阳能电池中，转换效率为0.056%，短路电流仅为200 0，主要是因为CQDs和TiQ2之间的亲和性差,使得电荷传输受阻。

2016年有新报道1401将CQDs进 行N掺杂后应用于TiO:太阳电池中，其光电转换效 率提商至0.79% (如图9所t j O，但仍不能M足实际 使用需求，因此如何提高太阳电池的光电转换效 率，仍是急需解决的难题。

CQDs
3.2 C Q D s在电子材料中的应用
荧光量子点薄膜是近年来发展较快的显示材 料之一，主要用于发光二极管、柔性显示器等光致 发光器件，而薄膜常因力学性能不足造成断裂和剥 离等。

薄膜的力学性能好坏直接关系到元件的可 靠性、稳定性及寿命，因此，为了提升薄膜的使用性 能而研究薄膜的力学性能有重要意义141]。

Zhang 等1421制备了 CQDs-环氧树脂薄膜和CdTe-QDs-环氧 树脂薄膜，通过力学性能测试发现CQDs-环氧树脂 薄膜具有更高的机械强度，且可通过增加CQDs的质量分数不同程度的提高其复合薄膜的机械强度。

Zhao等[43]在紫外线照射下制备了基于水溶性 聚氨酯丙烯酸酯的CQDs发光透明薄膜，试验发现，固化时间直接影响树脂基膜的力学性能，固化时间 越长，其力学性能越好。

3.3碳量子点在生物材料中的应用
CQDs的光学特性，使它们可以深入穿透动物 体内而不会干扰强的组织自发荧光。

因此，CQDs 在生物材料中的应用是一研宄热点。

活细胞内DNA和RNA结构的动态变化对理解 细胞行为（如转录活性、蛋白质表达、细胞凋亡和遗 传疾病等）具有重要意义，由于缺乏能区分DNA和RNA的光稳定性成像探针，这些生物大分子的动态 跟踪并不容易。

为解决这一问题，Zhang团队[441报 道了一种阳离子CQDs探针，该CQDs
在与细胞中
第1期易健宏等：新型碳量子点的合成、主要性质及其在新材料中的应用
的双链DNA(dsDNA)和单链RNA(ssRNA)结合后 用荧光光谱区分，从而实时监测DNA和RNA的定 位和运动。

基于CQDs的成像探针具有小分子染料 的紧凑尺寸，无机造影剂的光稳定性，区分dsDNA 和ssRNA的能力，尤其是能够穿透细胞和活生物体 中各种生物屏障的能力。

另外，CQDs大的比表面积，良好的生物相容性 和低毒性，作为有效根除癌症的候选类药物载体，具有优异的治疗潜力。

与游离药物相比，基于 CQDs的纳米药物递送系统，尤其是具有特异性靶 向功能的纳米药物递送系统，有望提高药物的溶解 度，延长肿瘤的滞留期，提高治疗效率，减少副作 用。

例如，SU团队1451通过7T-71堆叠相互作用构建了 红色发光碳量子点/阿霉素（R-CQDs/DOX)纳米复 合材料,该复合材料具有进入癌细胞和癌症干细胞 的细胞核的能力。

在随后的细胞毒性评估中，发现 该复合材料杀伤HeLa细胞的效力更强，且没有明 显的副作用。

4展望
自从2004年发现CQDs以来，由于其独特的物 理化学、光学和电子特征而受到众多学者的青睐，并对其合成、修饰、性质、应用方面进行了广泛的研 究。

迄今为止，已有多种简便、高产率、尺寸可控的 方法来制备不同组成和结构的CQDs,其在能源、电子及生物材料等一系列的新型材料中的应用也越 来越多。

虽然CQDs己取得重大进展，但仍有许多 问题值得进一步研究，如：
(1) CQDs的缺陷和表面官能团对其光学和电 子性能有重大影响，但目前仍然没有合成方法能精 确控制其缺陷及表面官能团的数量。

因此,未来需 要通过精密仪器及表征分析，探宄合成方法对CQDs结构的影响，进而精确指导特定结构CQDs的合成。

(2) CQDs的应用还没有被充分开发，因此还应 当在继续探究CQDs的结构、性质的基础上,开发更 多领域的应用。

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