二维纳米材料新进展
二维层状材料MXene的制备及其在表面涂层的研究进展
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二维层状材料MXene的制备及其在表面涂层的研究进展刘康兵;王圣元;李蒙倩;姜春敏;梁爽;安浩然
【期刊名称】《现代化工》
【年(卷),期】2024(44)3
【摘要】阐述了MXene的组成和分类,详细描述了MXene的制备方法,分析了MXene化学结构对性能的影响,总结了其在传感器、水处理、金属防腐、电磁屏蔽等表面涂层领域的研究现状。
最后对MXene材料的制备及其在表面涂层应用中的挑战和发展趋势做出展望,指出MXene的无毒或低毒刻蚀、高效插层剥离以及端基官能团调控等是MXene材料在制备环节未来发展的方向,而提升与其他材料的界面作用力则是MXene在应用领域亟需优化的设计难点。
【总页数】5页(P53-57)
【作者】刘康兵;王圣元;李蒙倩;姜春敏;梁爽;安浩然
【作者单位】河北科技大学材料科学与工程学院;佛山(华南)新材料研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
【相关文献】
1.新型二维层状材料MXene的制备方法研究
2.二维层状纳米材料MXenes的制备方法及其在光催化领域中的应用
3.二维层状纳米材料MXenes的制备方法及其在光催化领域中的应用
4.新型二维层状材料MXene在光催化水处理应用中的研究进展
5.二维多层状Ti_3C_2T_x-MXene/聚吡咯纳米线复合材料的制备及电容性能研究
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以二维材料构筑纳米片膜研究进展
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Material Sciences 材料科学, 2018, 8(6), 736-741Published Online June 2018 in Hans. /journal/mshttps:///10.12677/ms.2018.86087Progress in Fabrication of NanosheetMembranes with Two-DimensionalMaterialsLukang Zheng, Zhihui Zhou, Yunqin Wu, Qi Chen, Huiling Tang, Haoyi Zhang, Qiang Xiao* Institute of Advanced Fluorine-Containing Materials, Zhejiang Normal University, Jinhua ZhejiangReceived: May 14th, 2018; accepted: May 28th, 2018; published: Jun. 14th, 2018AbstractTwo-dimensional materials, as a new type of materials, exhibit superior advantages in the fabrica-tion of membrane materials due to their high aspect ratio and specific surface areas. In recent years, some two-dimensional materials such as graphene nanosheets, MOF and COF nanosheets have been widely used in the preparation of nanosheets membrane as basic structural units. In this paper, two-dimensional nanosheet materials for preparing nanosheet membranes are intro-duced, with emphasis on two-dimensional zeolite nanosheet materials. Zeolite molecular sieve has wide application prospect in separation membrane field because of its microporous, high temperature resistant, swelling resistant and molecular sieve grading characteristics.KeywordsTwo-Dimensional Nanosheets, Separation Property, MFI Nanosheet以二维材料构筑纳米片膜研究进展郑璐康,周智慧,吴云琴,陈琦,汤会玲,张豪益,肖强*浙江师范大学含氟新材料研究所,浙江金华收稿日期:2018年5月14日;录用日期:2018年5月28日;发布日期:2018年6月14日摘要二维材料作为一类新兴材料,具有较高的面厚比和比表面积,在构筑膜材料方面具有天然优势。
二维层状氮化硼纳米材料的制备与应用研究进展

二维层状氮化硼纳米材料的制备与应用研究进展摘要:氮化硼二维纳米材料作为类石墨烯二维纳米材料的一种,在某些方面具有与石墨烯互补的性质,如较宽的带隙,更优良的化学稳定性、热稳定性,独特的紫外发光性能等,是制备电子器件绝缘膜、高温功率器件、紫外发光元件等元器件的理想材料。
氮化硼-石墨烯二维复合纳米材料极大提高了石墨烯的电导率和导热性,在超微型计算机,微电子机器人等方面具有广阔应用。
但由于其特殊的分子间作用力,氮化硼二维纳米材料的制备还存在许多问题。
近年来,氮化硼二维纳米材料制备技术的研究成为材料科学界的研究热点之一。
关键词:二维层状氮化硼纳米材料;制备应用;人们日常生活的物质基础是材料,纳米材料是众多材料中的一种,纳米材料可归分为两种,纳米超微粒子材料和纳米固体材料,得益于科学技术的飞速进步,纳米材料也有了很大的发展,当某些化学物质被制备成纳米级别的材料时,那么它就同时具有了本体和纳米材料的双重特性。
鉴于层状纳米材料具备较好的吸附能力,二维层状氮化硼纳米材料在催化和吸附方面的应用被人们广泛研究,因此,制备单层或多层氮化硼纳米材料显得尤为重要。
一、氮化硼纳米材料的制备氮化硼纳米材料的合成一般包含: “自下而上”和“自上而下”两种方法,自下而上法就是通过一种化学手段制备产物的方式,自上而下法就是剥离法,结合二维层状氮化硼纳米材料自身的特性和优点,对于合成方法的选择上,通常选用以下几种方法:1.机械剥离法。
将纳米银颗粒的溶液加入到二维层状氮化硼薄膜的分散液中,超声加热2h可以得到均匀负载纳米银颗粒的二维层状氮化硼薄膜溶液。
此时超声加热的时间也很重要,超声时间过长,则会破坏薄膜,时间过短的话,银颗粒则无法均匀负载。
在反应后,通过离心、清洗、干燥可以得到负载纳米银颗粒二维层状氮化硼薄膜,一种稳定的固体粉末。
然后将它与标准导热胶离心混合得到胶体。
将氮化硼与尿素放置于球磨机中研磨,取出后置于有机溶剂中,超声处理氮化硼使大切片变为小切片,分散液经过离心后处理得到二维纳米片,将纳米片放入数显恒温水浴锅,去除尿素得到氮化硼纳米材料。
新型二维材料的合成及其应用前景
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新型二维材料的合成及其应用前景近年来,新型二维材料迅速发展,并引起了科学界的广泛关注。
这些材料具有独特的性质和多样的应用前景,被认为是下一代纳米材料的重要组成部分。
本文将探讨新型二维材料的合成技术以及其在不同领域的应用前景。
一、新型二维材料的合成技术迄今为止,已经合成了许多种新型二维材料,例如石墨烯、硫化钼、氧化钼、氮化硼等。
这些材料的合成方法可以分为以下几类:1. 机械剥离法这种方法是从体材料中剥离出单层厚度的二维材料。
最具代表性的就是石墨烯的机械剥离。
通过在石墨中使用胶带进行反复剥离,可以得到单层石墨烯。
这种方法的优点是简单易行,但存在一定的局限性。
例如,它只能用于剥离层状材料,而且不能合成规模化的产品。
2. 化学气相沉积法这种方法是将气态前体化合物在高温下分解,沉积在基底上生成二维材料。
这种方法的优点是可以合成大面积的单层二维材料,但需要使用高温、高压及其他复杂的装置。
3. 溶液法这种方法是将前体化合物溶解在溶剂中,然后通过溶剂蒸发或沉淀方法得到二维材料。
这种方法可以制备大面积的单层或多层二维材料,同时也可以通过控制溶剂中前体浓度来控制材料的厚度。
二、新型二维材料的应用前景由于其独特的结构和性质,新型二维材料在许多领域具有广泛的应用前景。
1. 电子学领域由于石墨烯具有良好的导电性和透明性,因此在电子学领域具有广泛的应用前景。
例如,在智能手机和平板电脑中,石墨烯可以用作显示屏,并能有效地提高电池寿命。
2. 能源储存领域由于二维材料微观结构特殊,因此在能源储存领域得到了广泛的应用。
例如,石墨烯和氮化碳可以用于制备电容器和电化学储能器,并显示出优异的储能性能。
3. 传感领域由于新型二维材料具有极高的表面积、高的灵敏度和选择性,因此可用于制备传感器。
例如,通过将硫化钼与氧化钼混合合成的二维材料可以用于制备气体传感器和光学传感器。
4. 生物医学领域由于新型二维材料具有较低的毒性和良好的生物相容性,因此可用于制备生物传感器、药物递送系统等。
新型二维材料光催化与电催化研究进展
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新型二维材料光催化与电催化研究进展一、本文概述随着科技的飞速发展,二维材料作为一种新兴的纳米材料,以其独特的物理和化学性质,在光催化和电催化领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在全面概述新型二维材料在光催化和电催化领域的研究进展,探讨其性能优化和应用前景。
我们将首先介绍二维材料的基本特性及其在光催化和电催化中的优势,然后重点综述近期在二维材料设计、合成、性能调控以及实际应用等方面取得的重要成果。
我们还将讨论当前面临的挑战和未来的发展方向,以期为该领域的进一步研究提供有益的参考。
二、二维材料光催化研究进展近年来,二维(2D)材料在光催化领域的研究取得了显著的进展。
这些材料因其独特的电子结构和物理化学性质,为光催化反应提供了新的可能性。
二维材料,如石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷等,具有原子级别的厚度和极高的比表面积。
这些特性使得二维材料在光吸收、电荷传输和表面反应等方面展现出独特的优势。
例如,其超薄的结构使得光生载流子能够在更短的时间内到达表面参与反应,从而提高光催化效率。
二维材料在光催化领域的应用主要包括光解水制氢、光催化还原二氧化碳以及有机污染物的光催化降解等。
通过调控二维材料的电子结构、构建异质结、引入缺陷等手段,可以进一步提升其光催化性能。
近年来,科研人员在二维材料的光催化性能方面进行了大量研究。
例如,通过精确控制二维材料的合成条件,可以实现对其能带结构的调控,从而提高光生载流子的分离效率。
通过将二维材料与其他材料复合,形成异质结结构,可以进一步促进光生载流子的传输和分离,从而提高光催化性能。
尽管二维材料在光催化领域取得了显著的进展,但仍面临一些挑战,如光生载流子的复合率较高、可见光利用率较低等。
未来,科研人员需要进一步探索新的二维材料,并发展更有效的策略来提高其光催化性能。
还需要深入研究二维材料光催化反应的机理,为设计更高效的光催化剂提供理论支持。
三、二维材料电催化研究进展近年来,二维材料在电催化领域的研究取得了显著进展,其独特的电子结构和物理性质使得它们在电催化反应中展现出优异的性能。
二维纳米材料在金属防腐领域的应用研究进展
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二维纳米材料在金属防腐领域的应用研究进展
姚红蕊;尹旭;王娜;齐舵;姜岩
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2022(36)10
【摘要】自金属在各个领域中被大规模应用以来,其腐蚀问题就一直困扰着人们,并不断地威胁着人们的生命财产安全。
相较于环境处理、电化学保护法等防腐措施,防腐薄膜和有机防腐涂层可直接覆盖在金属表面,使用方法更经济便捷,因此得到了更广泛的关注和应用。
二维纳米材料凭借其优异的空间阻隔效应,既能够用于制备具有良好抗渗透性的防腐薄膜,又可以作为填料加入有机防腐涂层,填补树脂在固化过程中产生的缺陷。
因此,近年来二维纳米材料在金属防腐领域得到广泛应用。
目前,应用在金属防腐领域的二维纳米填料主要有石墨烯、氮化硼、层状双金属氢氧化物、二硫化钼以及蒙脱土。
本文在综合国内外文献的基础上,对二维层状纳米材料的特性以及其在防腐薄膜和有机防腐涂层中的应用情况进行了综述。
【总页数】9页(P27-35)
【作者】姚红蕊;尹旭;王娜;齐舵;姜岩
【作者单位】沈阳化工大学中西高等材料研究院;沈阳化工大学辽宁省特种功能材料合成与制备重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
【相关文献】
1.水性聚脲纳米涂层在金属重防腐领域施工应用分析
2.水性聚脲纳米涂层在金属重防腐领域施工应用分析
3.二维金属纳米材料的合成及电催化应用的研究进展
4.二维纳米材料MXenes及其复合物在电催化领域中的应用研究进展
5.二维MXene 负载纳米金属及其氧化物构筑新型复合材料的研究进展
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二维材料研究进展与应用
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二维材料研究进展与应用随着纳米科技的不断发展,二维材料作为纳米材料的一个重要分支,因其在光、电、磁、力学等性质上的独特优势,备受科学家们的关注和研究。
本文将从二维材料的基本特性、研究进展,以及在电子学、催化剂、生物医学等方面的应用等方面进行论述。
一、基本特性二维材料是一种由单层或几层原子组成的一维和三维材料之间的中间形式,具有很高的面积-重量比、高比表面积和强的量子大小效应,不同于三维结构材料,二维材料主要受表面能量所支配,所以表面和界面的性质对其性能和特性有着极大的影响,这也使得二维材料具备了一些独特的性质,具有重要的应用价值。
例如,石墨烯、硼氮化物、单层二硫化钼等二维材料,以其特有的带隙、声子谱、光学谱和导电性等,而受到广泛关注。
二、研究进展在二维材料领域,石墨烯是最具代表性的二维材料之一。
2010年,两位诺贝尔奖得主透过转移黏贴的方式,首次成功地从石墨中制备出石墨烯,这一切都是因为石墨烯的高导电性、高热导率和高强度等优异性能。
此后,石墨烯的制备方法也随之不断改进。
除了石墨烯,2H相和1T相的过渡金属二硫化物,在薄膜形式应用方面获得了巨大的成功。
这些二硫化钼的单层和几层具有半导体能带结构,这个结构的改变可以通过应变来调节,表明这些材料具有可调性半导体特性。
在二维材料的研究中,人工智能也为此做出了一定贡献,如数据驱动的模拟和机器学习的经验规律的发现等,加快了材料发现和材料设计的速度。
三、应用由于其独特的物理特性和结构特征,在人工智能、光电子学、力学和生物医学等许多领域中发挥着重要作用。
由于石墨烯在不同类型的电子器件中的高导电性和超薄性及其相关性质,常被应用于制造单层薄膜电容器、场效应晶体管、透明电极以及柔性电子器件。
其他实际应用包括传感器、质子交换膜、催化剂、能源转换储存和生命科学。
近年来,二维材料在表面催化领域的应用也越来越受到重视,二维材料具有很高的表面活性,可以极大地提高催化剂的反应能力,比如单层二氧化铜,因其光电催化作用在光催化、水分解、CO2还原等方面均表现出了优异的性能。
二维纳米材料黑磷的光电特性研究进展
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范德 华 力作用 【7】。黑磷 独特 的褶皱结 构,使它 展现 出 性 ,在生物 医学领 域具 有其他 无机 纳米材 料不 具备 的
有别 于 其他 二维材 料 的优 异性 质和应 用 。首先 ,与 石 天 然 优 势 。 本 文 主 要 介 绍 了 黑 磷 的 几 种 制 备 方 法 , 并
第 38卷 第 4期 2018年 08月
物 理 学 进 展
PROG RESS IN PHYSICS
Vo1.38 N O.4 A ug. 2018
二维 纳 米 材 料 黑磷 的光 电特 性研 究进 展
尤 凯熹,范涛健 ,葛颜绮 ,张 晗
深 圳大学黑磷 光电I程实验 室,光电协同刨新中心,光 电I程学院
关键 词:二维材料;黑磷制备;光电特性;光电应用
中图分类号 : 0799 文献标 识码 : A
DOI:10.13725/j.cnki.pip.2018.04.002
3
M 4 4 5 5 6
6 6 7 7
" " " " " " 8 8 8 O 0 O l l
文章编号:1000—0542(2018)04—0163—12
163
164
(a)
尤凯熹等:二维纳 米材料 黑磷的光电特 性研究进展
(c)
团
(b)
C
b
b
a
C
图 1.(a)和 (b)在 ac和 平面 t的 单层 BP 的投影 。上 部和下部原子 分别 以浅色和深色 呈现 。(C)品胞 的示意图 .  ̄_1 /-J 卡啊 邻层之间的 1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2单位的偏移 [71
分 稳 定 。层 内 具 有 较 强 的 共 价 键 , 并 还 留 有 个 的 电 胞 中 , 一 个 成 人 体 内就 含 有 600 ̄900 g 的磷 , I 人 体
二维材料研究的新进展和应用前景
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二维材料研究的新进展和应用前景二维材料是指在一维纳米材料(如碳纳米管)和三维晶体材料之间的一类纳米材料,具有极高的表面积和极薄的厚度。
自2010年以来,以石墨烯为代表的二维材料引起了广泛关注,其优异的物理性质和极高的应用前景使得研究人员对其进行了大量的研究和探索。
在这篇文章中,我们将介绍二维材料研究的新进展和应用前景。
一、二维材料的研究进展1.发现新型二维材料随着二维材料的研究深入,越来越多的新型二维材料被发现。
比如,2016年科学家们发现了类似于石墨烯的二维材料黑磷,其具有天然半导体特性,拥有众多晶体相,因此被认为是一种有潜力的电子材料。
同时,二硫化钼(MoS2)、氮化硼(BN)等材料也被广泛研究。
2.多功能化操作通过调控二维材料的结构和性质,可以实现二维材料的多功能化操作,使其在不同领域展现出更多的应用价值。
例如,在能量转换和储存、生物传感器和医疗诊断、纳米电子器件等领域均有应用前景。
3.纳米尺度下的性质二维材料具有很强的表面效应和纳米尺度特性,其物理性质在纳米尺度下显示更加显著。
激发了研究人员对于二维材料性质的研究热情。
例如,二维材料的磁电效应、电子输运特性、机械性能等性质都受到了广泛的研究。
二维材料的一些独特物理性质可以为新型电子器件、传感器、能源转换和储存装置等领域的应用提供有价值的解决方案。
二、二维材料的应用前景1.纳米电子器件二维材料因其高电导率、强度高、热稳定性良好等特性,被广泛研究用于纳米电子器件的构建。
例如,石墨烯、MoS2等材料在晶体管、电荷耦合器件、掺杂转换器等方面均有广泛的应用。
2.能源技术二维材料在能量转换和储存领域也表现出极高的应用潜力,例如用于太阳能电池、氢氧化物燃料电池、储能器等装置。
3.生物医学应用由于二维材料具有表面积大、生物相容性好等特性,为这些材料在生物医学应用领域提供了巨大的潜力。
例如,二维材料用于药物递送、生物传感器等方面之研究成果已经初步展现出在多种领域的应用潜力。
二维材料的磁电性能研究及应用展望
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二维材料的磁电性能研究及应用展望引言:随着纳米科技的快速发展,二维材料作为一类新型功能材料引起了广泛关注。
二维材料具有独特的结构和优异的物理化学性质,其中的磁电性能受到了研究者的特别关注。
本文将介绍二维材料的磁电性能的研究进展,并探讨其在未来的应用展望。
一、磁电效应在二维材料中的研究进展1. 磁电耦合效应的发现二维材料在外界电场或磁场的作用下呈现出磁电效应,即磁场或磁矩与电场或电极之间的相互作用。
早期的研究主要集中在石墨烯等碳基二维材料上,发现了石墨烯在低温下出现磁电效应。
随后,人们开始拓展研究范围,发现了其他二维材料中的磁电效应,如二硫化钼等。
2. 磁电性能的调控与优化为了实现二维材料中磁电效应的调控与优化,研究者们采用了多种方法。
例如,通过外界电场的调控,可以改变二维材料中的电子结构和磁性,从而实现磁电效应的调控。
另外,通过合金化、混合杂化以及掺杂等方法,也可以有效地调控二维材料的磁电性能。
二、二维材料的磁电性能应用展望1. 传感器领域应用二维材料具有超薄、高表面积等特点,对外界的微小电场和磁场变化非常敏感。
因此,在传感器领域中,二维材料具有广阔的应用前景。
例如,二维材料可以被用作高灵敏度的压力传感器,通过测量材料在外力作用下的电阻或电容变化,实现对压力的精确检测。
2. 电子器件开关控制由于二维材料磁电性能的存在,可以将其用于电子器件的开关控制。
例如,利用电场调控磁性二维材料的性质,可以将其作为电子开关,实现可控的电子通断。
这种开关具有快速响应速度和低功耗的优点。
3. 磁存储技术磁存储技术一直是信息科技领域的热点研究方向。
二维材料作为一种新型材料,具有独特的磁电性能,可能成为未来磁存储技术的重要组成部分。
通过对二维材料的磁电性能的深入研究,可以实现在小尺寸磁存储器件中的高密度数据存储,从而提高数据存储的容量和速度。
结论:二维材料的磁电性能在纳米科技领域具有广泛的应用前景。
通过深入研究,人们不断发现新的磁电效应,并通过调控和优化二维材料的磁电性能来实现具体的应用。
新材料领域中二维纳米材料及其应用前景探讨与展望

新材料领域中二维纳米材料及其应用前景探讨与展望二维纳米材料是近年来新兴的研究领域,具有出色的物理、化学和电子特性,被认为是未来材料科学和工程的有力候选者之一。
本文将探讨二维纳米材料在新材料领域中的应用前景,并展望其在不同领域的潜在应用。
首先,理解二维纳米材料的概念非常重要。
二维纳米材料是指具有原子或分子尺寸的材料,其厚度只有几个纳米而长度和宽度可以达到数十或数百个纳米。
这种材料的特点在于其表面积大、电子运动迅速以及量子限制效应的显著表现。
在能源领域,二维纳米材料展现出巨大的潜力。
以二维过渡金属硫族化合物(TMDs)为例,这些材料不仅具有优良的导电性能,还具有较为透明的特性。
因此,TMDs可用于改善光伏器件的性能,尤其是太阳能电池的效率。
此外,二维纳米材料还可应用于电池和超级电容器中,以提高能量存储和释放的效率。
在电子领域,二维纳米材料被看作是下一代电子器件的关键组成部分。
图石墨烯便是其中的代表,其单层结构具有高度的电子迁移率和独特的光学性能。
这使得二维纳米材料成为可行的替代现有半导体材料的候选者,可以用于制造更小、更快速的电子器件。
与此同时,二维纳米材料也可以用于柔性电子器件的制备,例如可穿戴设备和柔性显示屏。
在光学领域,二维纳米材料的光学性质引起了广泛的关注。
其中的量子点和纳米线适用于光电探测器和传感器。
通过调控二维纳米材料的组成和结构,可以实现特定波长的光吸收和发射,使之成为高灵敏度和高选择性的光学传感器。
此外,二维纳米材料的优秀光学特性还为激光器件、光通信和光储存等领域提供了有力支持。
在生物医学应用方面,二维纳米材料正在展示其巨大的潜在优势。
首先,二维纳米材料具有高度的表面积,可用于吸附和传递药物。
其次,二维纳米材料可以通过调控表面功能基团来提高生物相容性,并可以被用作药物传递载体,同时可用于生物成像和癌症治疗。
此外,二维纳米材料还显示出在抗菌剂和生物传感器等方面具有潜力。
然而,尽管二维纳米材料在各个领域中都显示出潜力,但仍有一些挑战需要克服。
二维材料研究的进展与展望
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二维材料研究的进展与展望随着科学技术的不断发展,人们对于二维材料的研究日益深入。
二维材料,即厚度只有一个原子或几个原子的材料,具有许多独特的性质和应用潜力,因此备受科学家们的关注。
本文将从二维材料的特点、研究进展以及未来展望三个方面探讨二维材料研究的现状和未来。
一、二维材料的特点二维材料,如石墨烯、石墨烯氧化物、黑磷、单层和多层过渡金属二硫化物等,厚度只有一个原子或几个原子,垂直于晶体平面的尺寸可以在几纳米到几十微米之间变化。
这种厚度极度精细的二维结构赋予了二维材料许多特殊的性质,例如强烈的量子限制效应和具有量身定制的电子结构等。
同时,二维材料具有轻薄、柔软、强度高等独特的物质学和力学性质,能够在不同的应用领域发挥巨大的作用。
二、二维材料的研究进展近年来,二维材料研究得到了迅速发展。
在二维材料的基础研究方面,研究者们不断深入研究其电子结构、光电性质和力学性质等,并取得了许多重要的发现。
例如,2010年,两位英国物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫发现了石墨烯,使得人们对于二维材料的研究进入了崭新的时期。
石墨烯具有极高的载流子迁移率、强效的红外吸收等性质,在电子学、光电子学等领域具有广泛的应用前景。
另一个例子是黑磷,它是一种新的二维材料,在电子学和力学学等方面都具有非常好的性质。
除了基础研究外,二维材料在应用领域的研究也取得了重要进展。
例如,二维材料已经广泛用于柔性电子、生物传感器、超级电容器、储能器、光电器件和烯基材料等应用领域。
石墨烯和石墨烯氧化物被广泛运用于电化学传感、生物传感和光电子应用等方面。
黑磷则可用于阴极催化剂和储能电池等领域。
应用中的二维材料必须满足性能要求,否则其潜在应用将很难实现。
近年来,研究者们不断针对不同的应用领域调节二维材料的结构和性质,以满足其实际应用需求。
三、二维材料的未来展望目前,二维材料的研究已成为人类材料学科前沿领域的一部分,这也在高强度催生了很多新的二维材料研究方向。
gC3N4光催化性能的研究进展

gC3N4光催化性能的研究进展一、本文概述1、介绍gC3N4的基本性质和应用背景。
石墨相氮化碳(gC3N4)是一种新兴的二维纳米材料,因其独特的电子结构和物理化学性质,在光催化领域引起了广泛关注。
gC3N4具有类似于石墨烯的层状结构,但其组成元素为碳和氮,而非石墨烯中的纯碳。
这种结构赋予了gC3N4良好的化学稳定性和独特的光学特性。
在光照条件下,gC3N4能够有效吸收光能并转化为化学能,从而驱动光催化反应的发生。
近年来,随着环境污染问题的日益严重和能源需求的不断增长,光催化技术作为一种高效、环保的能源转换和污染物治理手段,受到了广泛研究。
gC3N4作为一种性能优异的光催化剂,在光解水产氢、有机物降解、二氧化碳还原等方面展现出巨大的应用潜力。
gC3N4还具有原料来源广泛、制备工艺简单、成本低廉等优点,使得其在光催化领域的应用前景十分广阔。
因此,对gC3N4光催化性能的研究不仅有助于推动光催化技术的发展,也为解决当前的环境和能源问题提供了新的思路和方法。
本文将对gC3N4光催化性能的研究进展进行综述,以期为相关领域的研究提供参考和借鉴。
2、阐述光催化技术的重要性和gC3N4在光催化领域的研究意义。
光催化技术,作为一种高效、环保的能源转换方式,近年来受到了广泛的关注和研究。
该技术利用光能激发催化剂产生电子-空穴对,进而驱动氧化还原反应的发生,实现光能向化学能的转换。
这种技术不仅可以在太阳能利用、环境治理、有机物合成等领域发挥重要作用,而且对于推动可持续发展和绿色化学的发展具有重要意义。
在众多光催化剂中,石墨相氮化碳(gC3N4)因其独特的结构和性质,成为了光催化领域的研究热点。
gC3N4是一种非金属半导体材料,具有合适的禁带宽度、良好的化学稳定性和丰富的表面活性位点,这些性质使得gC3N4在光催化领域具有广阔的应用前景。
gC3N4的制备原料丰富、成本低廉,且制备方法多样,这为其在实际应用中的推广提供了有力支持。
二维材料及其电子器件研究进展分析
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二维材料及其电子器件研究进展分析在过去几年里,二维材料的研究引起了广泛的关注。
这些材料具有独特的结构和性能,被认为是下一代电子器件的潜在候选材料。
本文将对二维材料及其电子器件研究的进展进行分析。
首先,我们来了解一下什么是二维材料。
二维材料是指具有纳米尺度厚度的材料,通常仅由一层或几层原子组成。
最著名的二维材料之一是石墨烯(graphene),它由碳原子构成的单层晶格组成。
石墨烯具有惊人的电子迁移率和很高的机械强度,因此被广泛认为是未来电子器件的理想材料之一。
除了石墨烯,还有许多其他具有独特性质的二维材料,如二硒化钝化钯(PdSe2)和二硒化钛(TiSe2)。
这些材料具有不同的能带结构和电子性质,为电子器件的设计和应用提供了更多的选择。
在二维材料的研究中,最令人兴奋的进展之一是制备技术的发展。
过去,二维材料的制备通常是通过机械剥离、化学气相沉积和溶液剥离等方法实现的。
然而,这些方法存在一些限制,如低产率、难以控制结构和质量等。
最近,许多研究人员致力于开发新的二维材料制备技术,如化学气相沉积、减压蒸发和分子束外延等。
这些新技术的发展使得制备出更高质量、更可控的二维材料成为可能。
另一个重要的发展是关于二维材料性质的研究。
由于二维材料的尺度效应,其在电子结构、光学性质和热学等方面表现出与三维材料不同的特点。
例如,二维材料的带隙通常较大,具有较高的载流子迁移率和较短的载流子寿命。
这些独特的性质使得二维材料成为研究新型电子器件的理想平台。
在二维材料的应用方面,电子器件是其中最受关注的领域之一。
石墨烯晶体管是最早被研究的二维材料器件之一,具有很高的开关速度和低噪声特性。
其他的二维材料器件包括光电探测器、光伏电池、超级电容器和柔性电子器件等。
这些器件基于二维材料的特殊性质和结构,具有优异的性能和潜在的应用前景。
然而,二维材料在电子器件中的应用仍然面临着一些挑战和限制。
一方面,二维材料的制备仍然存在一些技术上的难题,如可扩展性、一致性和稳定性等。
二维材料缺陷修复和调控技术最新进展概述
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二维材料缺陷修复和调控技术最新进展概述引言随着纳米科技的快速发展和应用,二维材料作为一类具有极高表面积和独特性质的材料,正成为材料科学研究领域的焦点。
然而,二维材料在制备和应用过程中常常存在缺陷问题,这些缺陷会对材料的结构和性能产生重要影响。
因此,开发高效的缺陷修复和调控技术对于实现二维材料的广泛应用具有重要意义。
本文将概述二维材料缺陷修复和调控技术的最新进展。
一、二维材料缺陷的类型和影响二维材料的缺陷主要包括点缺陷、边缘缺陷和面缺陷。
点缺陷包括原子缺陷和空位缺陷,边缘缺陷指的是晶格边界的缺陷,而面缺陷则是材料表面的缺陷。
这些缺陷会对二维材料的结构和性能产生重要影响。
例如,点缺陷会导致材料的机械性能下降和晶格畸变,从而影响材料的强度和稳定性。
边缘缺陷则会导致二维材料的晶格连续性受到破坏,对材料的导电性和光学特性产生重要影响。
面缺陷往往会导致材料表面的活性增加以及表面能的变化,从而影响材料的催化性能和表面反应性能。
因此,准确了解和修复二维材料的各类缺陷,对于提高材料的性能和应用具有重要意义。
二、二维材料缺陷修复技术二维材料缺陷修复技术主要包括物理方法、化学方法和生物方法。
物理方法通常是通过局部加热、电子束辐照等手段来修复二维材料的缺陷。
例如,使用激光加热可以在二维材料的缺陷附近产生局部高温,从而使缺陷重新排列和修复。
电子束辐照则可以通过材料的点缺陷间的原子重排来修复缺陷。
这些物理方法具有操作简单、控制精度高等优点,但也存在着对材料的局部加热或辐照造成的潜在损伤和局限性。
化学方法是利用化学反应来修复二维材料的缺陷。
例如,采用氢气处理的方法可以修复二维材料的点缺陷。
氢原子可以与材料中的空位结合,从而实现缺陷的修复。
此外,其他一些化学方法,如原子层沉积和表面修饰等也可以用于修复二维材料的边缘缺陷和面缺陷。
这些化学方法具有修复效果好、操作简单等优点,但对材料的表面和结构产生了一定的改变。
生物方法是将生物体的机制和方法应用到二维材料的缺陷修复中。
材料科学中的新发现——二维材料
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材料科学中的新发现——二维材料近年来,材料科学领域出现了一种新型材料——二维材料,这种材料具有许多优异的物理和化学特性,因此备受瞩目。
二维材料以其革新性的特性在各类材料应用中引起了广泛关注,成为新型材料应用领域的重要方向。
本文将着重介绍二维材料的相关概念、制备方法以及其在材料科学领域中的新发现。
一、二维材料的概念二维材料主要是指在三维空间中存在的仅有两个维度的一类材料,这些材料具有一些独特的性质,包括极高的电导率、极高的机械刚性、独特的光电特性等。
其中最著名的是石墨烯,石墨烯是一种由碳原子形成的蜂窝状晶格结构,其厚度仅有单个原子层。
除了石墨烯,还有MoS2、WS2 等类似材料也被发现,并在各个领域得到了应用。
对于这些二维材料,我们可以通过控制其单层的尺寸和形状来调控其物理和化学特性,这对于大尺寸的器件制备有着非常重要的意义。
二、制备方法1. 机械剥离法机械剥离法是一种最早被用于制备石墨烯单层结构的方法,其原理是将石墨通过机械的方式剥离到单层结构。
2. 化学气相沉积法化学气相沉积法是将一种溶液喷射到基材上,在高温高压下通过化学反应形成二维的结构。
3. 液相剥离法液相剥离法的原理是使用溶剂将多层的二维材料分离成单层或少层数的结构。
三、新发现1.石墨烯的电磁波吸收性二维材料石墨烯因为其单层结构具有极高的电导率和导热性,在近年来掀起了一股研究热潮。
研究发现,石墨烯具有极高的电磁波吸收性,能够对高频电磁波进行有效的吸收。
基于这一特性,石墨烯在激光器、太阳能电池、微波感应器等一系列领域得到了广泛的应用。
2. 二维材料的机械性能由于二维材料的具有单层的特性,使得其在机械性能上表现极其出色,能够承受极高的拉伸应力,甚至可弯曲至极小弯曲半径。
并具有优异的硬度和小柔性模量。
这些性质使得二维材料在纳米加工、柔性电子器件、高性能传感器等领域得到了广泛的应用。
四、结语二维材料因其独特的物理和化学特性在材料科学领域的应用前景广阔。
二维纳米材料在生物医学中的应用前景
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二维纳米材料在生物医学中的应用前景随着纳米科学和技术的快速发展,纳米材料在生物医学中的应用越来越受到关注。
二维纳米材料是一类具有二维结构的纳米材料,具有高比表面积、超薄厚度、优异的机械性能和电学性能等优点,因此在生物医学领域中具有广阔的应用前景。
一、二维纳米材料在生物成像中的应用1. 治疗癌症随着癌症的发病率不断上升,治疗癌症成为了热门的研究领域。
二维纳米材料具有纳米尺度特征,能够在人体内部实现更好的分子扫描,从而实现对癌细胞的高效诊断和治疗。
研究人员利用具有二维结构的二氧化钼纳米片实现了对癌症细胞的光学成像,这为癌症的诊断和治疗提供了新的手段。
通过纳米片的表面改性,可以实现对癌症细胞的靶向成像,对于早期癌症的诊断有重要意义。
2. 神经生物学研究神经生物学是生物医学领域中重要的研究方向。
二维纳米材料具有优异的光学、电学和机械性能,是开展神经电生理学研究的理想平台。
二维纳米材料可以与神经细胞紧密结合,提供更好的神经信号传递效果,为神经生物学研究提供了更精确的工具。
例如,氧化石墨烯被认为是一种很有发展前途的电极材料,可以在神经细胞上实现高效的电刺激和电信号传递。
二、二维纳米材料在生物治疗中的应用1. 药物递送药物递送是重要的生物医学研究领域,二维纳米材料由于其优异的光学和化学特性,被广泛应用于药物递送。
二维纳米材料具有大的表面积和较高的吸附能力,能够在生物环境中精确释放药物、控制药物负载和降低毒性。
研究人员成功地利用石墨烯量子点和其他二维纳米材料制备了一种新型的药物递送纳米材料。
这种纳米材料能够通过哈瓦德效应实现生物成像,并能够在治疗期间释放药物,从而提高药物的治疗效果。
2. 细胞治疗细胞治疗是新兴的治疗方式,通过将人体内的干细胞或人体免疫系统的成分注入患者体内,达到治疗目的。
二维纳米材料作为细胞治疗的新型载体,目前已被广泛研究。
例如,二维纳米材料的一种氧化石墨烯可以与间充质干细胞紧密结合,提高细胞迁移和增殖能力。
二维材料的光催化性能研究
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二维材料的光催化性能研究近年来,光催化材料因其在环境修复、能源转换和有机合成中的应用潜力而受到了广泛关注。
特别是二维材料作为一种新兴材料,在光催化领域展现出了独特的优势。
本文将探讨二维材料的光催化性能研究的最新进展,以期为实现更高效的光催化应用提供理论和实践指导。
首先,二维材料的光催化性能研究需要对其能带结构进行深入了解。
能带结构是决定光吸收和电荷分离转移的关键因素。
石墨烯、二硫化钼和二硒化钼等二维材料具有宽带隙和有利于光响应的能带结构,表现出较高的光催化活性。
通过调控二维材料的层间间距、稀土掺杂和表面修饰等方法,可以有效调控其能带结构,从而提高光催化效率。
其次,二维材料的光吸收性能对光催化性能具有重要影响。
由于二维材料具有高比表面积和层间电荷转移等特点,可以实现更高的光吸收效率。
例如,二维过渡金属卤化物具有特殊的层状结构和间隙效应,能够实现多级光吸收和增强光生电荷分离。
此外,多相异质结构的构建也是提高光吸收性能的有效策略。
通过将二维材料与纳米颗粒、有机染料或半导体等相结合,可以有效利用多级光吸收过程,提高光催化反应的效果。
第三,二维材料的光生电荷分离和传输是实现高效光催化反应的关键步骤。
二维材料中的光生电荷往往在纳秒级别内迅速复合,降低了光催化反应效率。
因此,探索有效的电荷分离和传输通道是十分重要的。
金属半导体异质结构通过形成势垒和电场效应,可以抑制光生电荷的复合,提高电荷的利用率。
此外,引入纳米结构、有机分子和导电聚合物等可以增加光生电荷的分离和传输通道,进一步提高催化反应效率。
最后,定量表征二维材料的光催化性能是推动该领域研究和应用的重要任务。
表面吸附量测量、光电化学法和时间分辨光谱技术等是常用的表征方法。
通过这些技术,可以获取二维材料的光吸收性能、光生电荷分离效率和催化活性等数据。
为了更准确地评估光催化性能,还需注意研究条件的统一性和可重复性。
同时,理论模拟方法也可以为实验结果的解释提供重要的支持,帮助我们深入理解二维材料的光催化机制。
二维层状离子型纳米材料在化妆品领域的应用进展
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二维层状离子型纳米材料在化妆品领域的应用进展王心蕊a∗㊀程慧敏a㊀唐丽萍a㊀李㊀丽a㊀闫东鹏b(a北京工商大学ꎬ北京食品营养与人类健康高精尖创新中心㊀北京100048ꎻb北京师范大学化学学院㊀北京100875)摘㊀要㊀二维层状离子型纳米材料具有独特的结构和界面性能ꎬ使其在透皮吸收㊁防晒㊁活性物的靶向传递㊁构建稳定的纳米微胶囊等功效中显示出极大的优势ꎬ在化妆品行业中具有良好的市场前景ꎮ该类化合物根据层板电荷不同可分为阳离子型粘土材料和阴离子型水滑石类材料ꎮ基于近年来国内外对二者的研究报道和实验研究成果ꎬ本文综述了二维离子型纳米材料的特点㊁性能及其在化妆品领域的应用历史和发展现状ꎬ并进一步展望了该类材料在化妆品领域中的应用前景ꎮ关键词㊀层状材料ꎻ水滑石ꎻ化妆品ꎻ二维纳米材料中图分类号:O611㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1000 ̄0518(2018)10 ̄1166 ̄08DOI:10.11944/j.issn.1000 ̄0518.2018.10.1801232018 ̄04 ̄20收稿ꎬ2018 ̄05 ̄28修回ꎬ2018 ̄07 ̄02接受国家自然科学基金(31501402)㊁北京食品营养与人类健康高精尖创新中心开放课题(20171041)资助通讯联系人:王心蕊ꎬ副教授ꎻTel/Fax:010 ̄68985573ꎻE ̄mail:wangxinrui@th.btbu.edu.cnꎻ研究方向:层状超分子材料的合成㊁改性及在化妆品中的应用近年来ꎬ随着经济的迅猛发展和生活水平的日益提高ꎬ人们对美的追求和愿望越来越强烈ꎬ更多的人开始使用化妆品来修饰和美化自己ꎬ化妆品产业飞速发展ꎬ朝着更加科学㊁天然的方向前进ꎬ这就要求化妆品的原料安全㊁有效ꎮ因此ꎬ化妆品原料的选择成为一项重要内容ꎮ在21世纪的今天ꎬ纳米科学与技术对传统产业的实质性影响和对未来工业的潜在革新已毋庸质疑ꎮ从电子元件到化妆品以及生物学和建筑业ꎬ纳米工艺研究的进步推动了新产品的问世ꎮ采用传统工艺生产的化妆品ꎬ其活性物质的功效往往难以充分发挥ꎮ采用纳米技术对化妆品进行处理ꎬ可使活性物质功效得到充分的发挥ꎬ从而大大提高化妆品的性能ꎮ因此ꎬ纳米材料与相关技术在化妆品工业中得到了广泛的应用ꎮ二维(2D)纳米材料指厚度为纳米级的薄膜或多层膜或具有纳米尺度的层状化合物ꎮ它拥有原子或分子级别的厚度以及亚微米或微米级别的横向尺寸ꎮ二维(2D)纳米材料是一类具有特殊结构和功能的主体化合物ꎬ按其层板带电性质的不同ꎬ可分为层板中性的二维纳米材料ꎬ如石墨烯ꎻ层板带负电的二维纳米材料ꎬ如蒙脱土㊁高岭土等硅酸盐ꎻ层板带正电的二维纳米材料ꎬ如水滑石类层状复合氢氧化物(LDHs)ꎬ如图1所示[1 ̄3]ꎮ二维纳米材料相比零维(纳米粒子和纳米点)㊁一维(纳米管和纳米线)和三维纳米材料(纳米立方体)具有显著的小尺寸效应㊁表面效应等特点ꎬ因此已被广泛应用于催化㊁能量储备㊁生物医药等领域ꎮ自早期文明起ꎬ粘土矿物(天然二维纳米材料)因其在自然界存量丰富且具有无限的应用潜力ꎬ因此受到了人们的关注[4 ̄6]ꎮ某些粘土矿物因具有某些良好的性能ꎬ如低毒或无毒性㊁良好的生物相容性㊁安全的控制释放性ꎬ使人们对其生物用途方面的兴趣不断增长ꎬ例如ꎬ药物㊁化妆品ꎬ甚至医疗等[7 ̄10]ꎮ二维纳米材料是化妆品纳米材料中的一个新兴领域ꎬ其全部潜力并没有被充分发掘ꎬ部分应用仍在研发之中ꎮ1 二维纳米材料的特点当物质达到纳米尺度(1~100nm)以后ꎬ物质的性能就会发生突变ꎬ表现为既不同于原来组成的原子和分子ꎬ又不同于宏观物质的特殊性能ꎬ成为纳米材料特性ꎬ如小尺寸效应㊁量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等[11]ꎮ除了具有纳米材料通用的特点ꎬ二维材料还具有以下独特的性质:1)结构各向异性:二维纳米材料一般厚度不到1nm或几纳米ꎬ而横向尺寸可达亚微米或者几微米ꎬ因此本身具有高度的各向异性特点ꎻ2)二维单晶结构:二维纳米材料具有较为精确的化学组成和二维晶体结构ꎬ每个纳米片均第35卷第10期应用化学Vol.35Iss.102018年10月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRY㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Oct.2018图1㊀二维纳米材料石墨烯(A)[1]㊁蒙脱土(B)[2]和水滑石(C)[3]示意图Fig.1㊀Schematicsoftwo ̄dimensionallayerednanomaterialsꎬgrapheme(A)[1]ꎬmontmorillonite(B)[2]ꎬandhydrotalcite(C)[3]可看作一个单晶ꎮ因此具有单晶性质ꎻ3)表面效应:二维材料由于超薄的厚度ꎬ较大的比表面积和表面能ꎬ同时具有表面效应和量子尺寸效应ꎻ4)胶体性质:剥层的二维纳米材料一般带正电性或负电性ꎬ能够在溶液中稳定存在ꎬ因此具有胶体和聚电解质的性质ꎻ5)特定暴露晶面:二维纳米材料一般具有更多的暴露界面或特定的暴露晶面ꎮ二维纳米材料独特的结构和界面性能在透皮吸收㊁防晒㊁药物的靶向传递和构建稳定的纳米微胶囊等功效中显示出极大的优势ꎬ可预期在化妆品行业将会有良好的市场前景ꎮ2 阳离子型二维纳米材料在化妆品中的应用阳离子型二维纳米材料的片层是由带负电结构单元通过共用边㊁角㊁面形成的层状框架或网络ꎮ片层是带负电的ꎬ其电荷的补偿是通过层间可移动的阳离子或中性分子来实现ꎮ这类层状化合物可分为天然型和合成型ꎮ天然型有蒙脱土㊁绿土等ꎻ合成型主要指4价金属的磷酸盐㊁硅酸盐㊁钛酸盐和砷酸盐等ꎮ阳离子型二维纳米材料巨大的表面积㊁特殊的晶体结构及非均匀性电荷分布ꎬ使其对细菌㊁病毒及所分泌的毒素ꎬ氨或有机氨类化合物㊁重金属离子等有害物质能够产生选择性吸附和抑制作用ꎮ它所含的可交换阳离子还可为人体提供部分必需的铁㊁锌㊁钴㊁钼㊁钙㊁硒㊁锶和锰等微量元素ꎬ具有促进代谢平衡ꎬ增强人体健康的功能ꎮ西方国家将阳离子型二维纳米材料作为药物㊁洗浴和美容品的历史ꎬ可以追溯到史前时期ꎮ人们将阳离子粘土矿物与赭石㊁水混合服用ꎬ治愈伤寒ꎻ将该糊剂涂于皮肤上ꎬ可减轻患者的痛苦ꎮ古希腊人将粘土作为治疗皮肤病的杀菌剂ꎬ并用于治疗蛇咬伤ꎮ埃及王后克利奥帕特拉(Cleopatra)用来自死海的淤泥作为化妆品ꎬ起到滋润皮肤和消炎的作用[12]ꎮ早在文艺复兴时期ꎬ意大利人就将天然粘土矿物作为制剂写入药典ꎬ随后英国㊁西班牙㊁美国等陆续使用粘土矿物作为药剂[13]ꎮ随着结晶学㊁矿物学㊁生物化学㊁药理学和临床医学的发展ꎬ为粘土矿物在医药㊁保健品和化妆品中的应用奠定了扎实的理论基础ꎮ现代化妆品生产中ꎬ利用阳离子粘土良好的吸附性ꎬ将其与具有紫外吸收能力的有机物结合形成保护因子ꎬ能够有效减轻紫外辐射对皮肤的伤害ꎮDel等[14]研究发现ꎬ将蒙脱石与苯基水杨酸盐复合ꎬ复合药剂具有较好的紫外线吸收能力ꎮVicente等[15]的研究表明ꎬ吸附有N ̄甲基 ̄8 ̄羟基喹啉甲基硫酸盐的蒙脱石也能很好地吸收紫外辐射ꎬ减轻紫外线对皮肤的伤害ꎮ同时ꎬ被粘土复合物所吸附的药物或香料缓慢释放ꎬ意味着药物的活性成分能够在皮肤上保留更长的时间ꎮ阳离子粘土自身也可单独用于化妆品中ꎮ利用蒙脱石层间的水化阳离子具有良好的吸附性和阴离子交换性ꎬ可与皮肤内的有毒阳离子以及各种有毒有机分子和有害气体进行离子交换ꎬ将蒙脱石层间的钾㊁钠㊁钙㊁镁等阳离子交换出来ꎬ对皮肤有营养价值ꎮRay等[16]研究发现ꎬ由于阳离子粘土具有较强的物质吸附能力ꎬ可作为化妆品的有效成分用来吸附皮肤上的油脂ꎬ毒素㊁汗液等ꎬ加速体内废物从皮肤排出ꎮ同时也可作为止汗剂ꎬ不但能增加皮肤的白皙度ꎬ更能起到消除汗渍ꎬ掩盖瑕疵的作用ꎮ此外ꎬ蒙脱土表面带负电荷ꎬ而皮肤上的细菌带正电荷ꎬ因此具有很强的吸菌㊁杀菌作用ꎮYoussef等[17]将修饰过的蒙脱土(Mt ̄CTA)与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)原位乳化聚合ꎬ成功得到产物PMMA/Mt ̄CTAꎮ研究表7611㊀第10期王心蕊等:二维层状离子型纳米材料在化妆品领域的应用进展8611应用化学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第35卷㊀明ꎬ其热力学稳定性高于PMMAꎬ抑菌试验表明ꎬMt ̄CTA和PMMA/Mt ̄CTA对大肠杆菌和葡萄球菌均具有良好的抑菌性能ꎬ如图2所示ꎮ图2㊀Mt ̄CTA(a)和PMMA/Mt ̄CTA(b)薄膜对大肠杆菌和葡萄球菌抑菌结果示意图[17]Fig.2㊀RepresentativeresultsofantimicrobialactivityofMt ̄CTA(a)aswellasꎬPMMA/Mt ̄CTAnanocompositesfilmscontaining10%Mt ̄CTA(b)againstStaphylococcusaureusandEscherichiacoli.[17]基于阳离子粘土的高阳离子交换容量ꎬ膨胀性好ꎬ水合能力强和结构可塑性的特点ꎬ还可将其作为辅料填在化妆品配方中ꎬChoy等[18]的研究表明ꎬ在化妆品中为了实现美容医学的目的ꎬ阳离子粘土经常被应用于各种泥土疗法中ꎮ例如ꎬ将含有各种有机物和无机元素的蒙脱石矿泥与中药煎煮液配制药物泥饼ꎬ可有助于机体功能的恢复ꎮ如泥饼中的CO2和N2气等气体被皮肤吸收后能刺激呼吸和循环中枢ꎬ使呼吸加深加快ꎬ血液循环得到改善ꎻ泥饼中的微量元素锶㊁钙㊁镁㊁钠㊁锌等能调节植物神经功能ꎻ泥饼中的磷酸能增加皮肤对水分的吸收ꎻ泥饼中的抗菌物质有抑制皮肤细菌的作用ꎮ温暖的泥饼对伤痛㊁瘫痪病人的康复治疗亦有良效ꎮ泥浴保健用蒙脱石泥浆全身泥浴时ꎬ肝脏㊁肌肉及血液中糖代谢增强ꎬ脂肪消耗增加ꎬ可吸收汗液㊁促进排汗㊁减轻体质量矿泥浆中的滋润因子能迅速渗透人皮肤ꎬ营养肌肤ꎮ泥浆中的吸附因子能吸附皮肤表面污垢ꎬ清洁圆润肌肤ꎮ经常用蒙脱石泥浆泥浴ꎬ可达到美肌㊁护肤㊁瘦身㊁去胶质的功效ꎮ利用阳离子粘土层间阳离子的可交换性ꎬ可将层间的钠钙等离子与其它有机或无机离子进行交换ꎬ形成具有不同性能的有机无机纳米复合材料ꎮ钛交联蒙脱石纳米复合材料即是利用离子交换方法ꎬ将钛聚合羟基金属阳离子作为插入种与蒙脱石层间补偿离子进行交换ꎬ经脱水㊁焙烧而生成二氧化钛交联柱ꎬ从而形成一个二维多孔的网状结构ꎮ钛交联蒙脱石具有独特的结构和性能ꎬ其比表面积大ꎬ孔径可调控ꎬ使它成为制作除臭粉㊁面膜等的重要成分ꎮ钛交联蒙脱石物化性能稳定ꎬ将其加入O/W型乳化体中ꎬ其颗粒处于油相和水相的界面上ꎬ可提高界面膜张度ꎬ起到稳定乳化体的作用ꎬ减少乳化剂的用量ꎮ同时ꎬ也可用于皂型奶液ꎬ增加流动性ꎬ提高存放后膏体的白度ꎮ项茹等[19]通过讨论钛交联蒙脱石的各个成分在化妆品中所起的作用ꎬ论述了钛交联蒙脱石纳米复合材料在化妆品应用中具有防晒㊁保湿㊁去除异味㊁增稠等多种功效ꎬ比单独使用TiO2和蒙脱石具有更大的优越性ꎮ例如将钛交联蒙脱石制备成蒙脱石胶体状凝胶(JDF)ꎬ其粘土胶体质点能够相互联结形成网状缔合结构ꎬ胶体体系的外观均匀且稳定ꎬ在粘度为5448cp营养霜中ꎬ加入0 5%的JDF可使粘度提高31 13%ꎬ提高了产品的稳定性ꎻ将JDF加入洗发水中ꎬ在洗发过程中ꎬ洗动处洗发液粘度低㊁易分散洗涤ꎬ不动处粘度大ꎬ不易流淌ꎬ可防止迷眼和污染衣领ꎻ此外ꎬJDF还有一定的乳化作用ꎬ在乳状洗发液中加入2%的JDFꎬ经3500r/m离心分离30minꎬ未出现分层现象ꎬ而未加JDF的乳状洗发液ꎬ刚好相反ꎮ这表明JDF对化妆品有较好的稳定作用ꎮ雷东升等[20]以钙基膨润土为原料ꎬ经过钠化改型㊁提纯㊁增稠改性等工艺制备出高纯改性膨润土悬浮剂ꎬ通过在化妆品润肤乳液中的对比应用试验表明:该改性膨润土悬浮剂可以替代美国进口Veegum样品在润肤乳液中作稳定剂用ꎬ产品工业化后将具有显著的价格竞争优势ꎮ3 阴离子型二维纳米材料在化妆品中的应用层状双金属氢氧化物ꎬ也被称为阴离子粘土ꎬ具有独特的物理和化学性质ꎬ非常接近粘土矿物的性质ꎮ水滑石类化合物包括水滑石(Hydrotalcite)和类水滑石(Hydrotalcite ̄likecompound)ꎬ其主体一般由两种金属的氢氧化物构成ꎬ因此又称为层状双羟基复合金属氧化物(LayeredDoubleHydroxidesꎬLDHs)[21 ̄22]ꎮ由于LDHs的特殊层状结构及组成ꎬ其具有层板化学组成的可调控性和层间离子种类及数量的可调控性ꎬ可将各种无机㊁有机阴离子以及配合物阴离子引入LDHs层间ꎬ从而可以得到各种具有不同功能的新材料ꎮ水滑石材料在化妆品㊁吸附㊁催化㊁医药㊁电化学㊁光化学㊁农药㊁军工材料等许多领域已经或即将展现出极为广阔的应用前景[23 ̄24]ꎮ基于水滑石材料的高吸附容量ꎬ优良的阴离子交换能力ꎬ稳定的电势等特性ꎬ此种材料越来越多地被应用于化妆品中ꎬ如ꎬ利用高吸附容量可以用来去除皮肤分泌物和封装令皮肤过敏的着色剂和紫外线屏蔽剂ꎻ阴离子交换能力可以保护活性物质的传递ꎬ达到抗皱纹和皮肤再生等作用ꎮLDHs的无机主体层板结构能稳定一些不稳定的有机分子ꎬ如视黄酸㊁抗坏血酸㊁生育酚等ꎬ可以保障产品的安全性和持久性ꎮ3.1㊀防晒产品的应用防晒化妆品被广泛应用于保护人体皮肤不受紫外线的过度伤害ꎬ化妆品中所使用的防晒剂按防晒机理可分为无机紫外阻隔剂和有机紫外吸收剂ꎮ随着环境恶化ꎬ地球臭氧空洞的出现ꎬ防晒受到了越来越多研究者的关注ꎬ尤其在新型防晒材料的探索上ꎮ目前ꎬ有机防晒剂虽然具有良好紫外吸收能力ꎬ但当高浓度使用时会渗入皮肤被人体吸收ꎬ会潜在危害人体健康ꎮ甚至有些有机防晒剂在吸收紫外线时自身会发生分子结构变化㊁产生有毒性或刺激性的物质ꎮ而常用的无机防晒剂TiO2和ZnO作为无机金属氧化物ꎬ粒径为纳米级时容易发生团聚ꎮ并且ꎬ二氧化钛和氧化锌具有较强的光催化活性ꎬ会产生大量光活性物质ꎬ这些光活性自由基不仅会损害皮肤组织ꎬ而且会分解化妆品中的有机化合物ꎬ使化妆品变质变味ꎮ二维层状材料LDHs本身对紫外线具有良好的反射㊁散射等物理屏蔽作用ꎬ利用LDHs的主 ̄客体可调变特性ꎬ将有机紫外吸收剂插入层间ꎬ构筑二维插层结构紫外阻隔材料ꎬ能够使此类材料同时具有对紫外线物理屏蔽和化学吸收的双重功效ꎮ罗西等[25]通过离子交换法将阿魏酸插入水滑石层中ꎬ水滑石主体层板结构保护阿魏酸不因光照而降解ꎬ并在~300nm以内提高了阿魏酸潜在的防晒属性ꎮ同时将阿魏酸插层的水滑石复配于硅霜中ꎬ可有效防止阿魏酸从基质中释放出来ꎬ结果表明ꎬ有机插层水滑石化合物有望应用于防晒霜体系中ꎮ邢颖等[26]制备了水杨酸根插层水滑石ꎬ分别以层间阴离子为CO2-3的锌铝水滑石和镁铝水滑石为前驱体ꎬ均得到了具有完整晶相结构的水杨酸根插层水滑石ꎮ随着水杨酸根取代CO2-3进入水滑石层间ꎬ插层产物在原来对紫外线阻隔的基础上又兼具了紫外吸收功能ꎬ并且这种吸收作用因主体 ̄客体㊁客体 ̄客体相互作用而宽化ꎬ增强了对长波紫外线(320~400nm)的吸收ꎮFeng等[27]观察了甲基烯二乙酰胺(HMBA)(一种高效的紫外线吸收剂)的有机阴离子和锌铝水滑石之间的相互作用ꎮ获得的HMBA插层LDHs体现出更强的光热稳定性而其紫外吸收能力不受影响ꎬ这表明混合材料作为一个紫外线吸收剂具有潜在的应用价值ꎮPerioli等[28]设计了一种新的保护模型ꎬ他们将对氨基苯甲酸(PABA)插入镁铝和锌铝水滑石中ꎬ并研究其化妆品配方的相关特性ꎮPABA是一种紫外线吸收剂(200~313nm)ꎬ早在20世纪20年代就被用作防晒成分ꎬ直到皮肤科医生意识到这是一个潜在的光敏剂ꎮPABA可以分解成亚硝胺的降解产物ꎬ含有已知的潜在致癌物质ꎮ因此ꎬ自20世纪80年代末以来ꎬ它几乎已经从防晒霜和化妆品市场中撤回ꎬ大多数产品宣称他们是 无PABA的 ꎮ而将PABA插层水滑石ꎬ封装PABAꎬ一方面可以避免PABA与人体皮肤的直接接触ꎬ另一方面ꎬ可以增强防晒霜紫外吸收性能ꎮLi等[29 ̄31]针对水滑石的防晒性能进行了系列研究ꎬ首次将紫外阻隔性能更好的Ti元素引入到LDH主体层板ꎬ系统地探索了Ti4+对LDH紫外阻隔性能的影响ꎬ同时依据插层组装理论ꎬ以ZnTi ̄LDH为主体将紫外吸收性能优良的亲水型有机紫外吸收剂PABA和亲油性的肉桂酸(CA)作为客体插层到水滑石中ꎬ研究插层后超分子材料的紫外阻隔性能㊁光稳定性㊁热稳定性变化以及在防晒霜体系中的应用ꎮ研究表明:1)ZnTi ̄LDH具有远优于MgAl ̄LDH和ZnAl ̄LDH的紫外阻隔能力ꎬ且随Ti比例的提高ZnTi ̄LDH紫外阻隔能力增强ꎬ理论计算进一步证明Ti元素的引入对LDH内部电子结构以及能带有很明显的影响ꎬ最终表现在ZnTi ̄LDH的抗紫外线性能更强ꎮ同时ꎬ相对于ZnO和TiO2ꎬZnTi ̄CO3 ̄LDH光9611㊀第10期王心蕊等:二维层状离子型纳米材料在化妆品领域的应用进展敏性最弱ꎻ2)如图3所示ꎬ相比防晒剂CA自身ꎬ插层后的产物ZnTi ̄CA ̄LDH抗紫外能力高ꎬ无论抗紫外能力还是热稳定性均显著提升ꎬ且产生的自由基明显少于ZnO和TiO2ꎬ将ZnTi ̄CA ̄LDH配入到防晒产品ꎬ体系防晒效果增强30%ꎮ图3㊀肉桂酸插层ZnTi ̄LDH(A)及其防晒性能(B)示意图[31]Fig.3㊀(A)ChemicalstructureandschematicrepresentationofCAꎬZnTi ̄CA ̄LDHandintercalationprocessꎻ(B)UV ̄visibleabsorbancespectraofZnTi ̄LDH(a)ꎬCA(b)andZnTi ̄CA ̄LDH(c)[31]还有科研人员[32]将有机紫外吸收剂3 ̄甲氧基 ̄4 ̄羟基苯甲酸ꎬ3 ̄甲氧基 ̄4 ̄羟基苯乙烯酸ꎬ对氨基苯甲酸和尿酐酸等插入锌铝水滑石中ꎬ研究表明ꎬ插层紫外吸收剂的水滑石的催化氧化能力大大下降ꎬ反之紫外吸收能力有了很大提高ꎮ综上所述ꎬ水滑石层状材料在防晒化妆品领域具有极高的开发潜力ꎬ得到了相关研发人员的积极关注和参与ꎮ图4㊀修饰水滑石运送㊁释放维生素C机理示意图[34]Fig.4㊀TheproposedreleasinganddeliveringmechanismofvitaminCfromthesilicacoatedzinchydroxide[34]3.2㊀其它应用利用水滑石阴离子交换能力可保护层间活性物质的传递㊁缓释㊁稳定ꎬ进而达到化妆品美白㊁保湿㊁0711应用化学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第35卷㊀抗皱等作用ꎮHwang等[33]和Yang等[34]通过共沉淀法将维生素A㊁维生素C和维生素E插层到水滑石中ꎬ如图4所示ꎬ被包裹的维生素C呈现出比纯维生素C更高的皮肤渗透率ꎬ插层维生素C的水滑石能从人体皮肤中有效吸收肌肤废物㊁血清和排出汗渍ꎮ此外ꎬ该产品兼具美白㊁保湿和改善皮肤暗沉的功效ꎮ抗菌原料是化妆品的重要组成部分ꎬ也是防止微生物污染的主要手段ꎮ但大多数化妆品长时间多次作用于皮肤ꎬ不当使用抑菌剂可能会导致皮肤过敏甚至引发皮炎等症状ꎮ因此ꎬ对抗菌材料的选择和使用提出了更高的要求ꎮ利用水滑石焙烧可生成氧化物的性质ꎬ研究发现ꎬ焙烧MgAl ̄LDHs产物中含有高度分散的MgOꎬ因而具有较强的抑菌性能[35]ꎬ且抑菌能力随粒径减小而增大ꎮ如图5所示ꎬTang等[36]将抑菌剂(扁桃酸)与锌基LDHs进行插层组装ꎬ产物具有协同抑菌能力ꎬ层间抑菌剂缓慢释放ꎬ延长了抑菌时间ꎬ且层间抑菌剂抗光热稳定性明显提高ꎬ为水滑石二维材料在化妆品中的应用提供了新思路ꎮ图5㊀扁桃酸插层水滑石后缓释㊁抑菌性能提高示意图[36]Fig.5㊀ChemicalstructuralformulaofDL ̄mandelicacidandthestructuremodelofZnAl ̄MA ̄LDH[36]着色剂可用来改变其他物质或制成品的颜色ꎮ在化妆品中添加各种色素可使化妆品起到美化㊁修饰的作用ꎬ或为了掩盖化妆品中某些有色组份的不悦色感ꎬ以增加化妆产品的颜色美感ꎮ然而某些有机色素原料不稳定ꎬ耐光热性较差㊁易受pH值和金属离子的影响ꎬ限制了其在化妆品中的应用ꎮ利用层状水滑石材料的可插层性和层板高稳定性ꎬ萘酚蓝黑常用于毛发染黑化妆品的着色剂ꎬHussein等[37]将其插入镁铝水滑石中ꎬ不但不影响其着色性能ꎬ且插层产物稳定性更高ꎬ使化妆品配方更安全ꎮ4 结论与展望二维层状纳米功能材料在化妆品中的应用正在不断地被探索和研究ꎬ许多类型的粘土㊁粘土矿物已经作为简单的添加剂或辅助剂添加到化妆品中ꎬ而阴离子层状材料水滑石在化妆品的应用仍具有很大的潜能ꎮ利用水滑石材料层板金属元素种类及比例㊁插层阴离子的可调变性以及插层粉体的可修饰性ꎬ有望制备出具有防晒㊁抑菌㊁美白等多重功效的化妆品原料ꎮ同时主客体结构的构筑亦可以提高层间天然㊁有机原料的光热稳定性及缓释性能ꎬ是一类应用广泛的具有安全㊁功效的化妆品原料ꎮ但离子型层状材料在化妆品中的应用还不够成熟ꎬ我们今后不仅要探索有优良性能的安全的原料ꎬ更要进一步研究其作用机理ꎬ尤其是主体层板㊁超分子层状结构与性能之间的关系ꎬ这些不仅需要从实验方面研究ꎬ也要结合分子模拟的相关计算ꎮ相信ꎬ随着人们对层状材料本质认识的深入ꎬ层状材料在化妆品领域中将发挥愈来愈大的作用ꎮ1711㊀第10期王心蕊等:二维层状离子型纳米材料在化妆品领域的应用进展2711应用化学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第35卷㊀参㊀考㊀文㊀献[1]VaccariA.PreparationandCatalyticPropertiesofCationicandAnionicClays[J].CatalTodayꎬ1998ꎬ41(1/2/3):53 ̄71. [2]ThengBKG.TheChemistryofClay ̄OrganicReactions[J].ClaysClayMinerꎬ1976ꎬ122(4):336 ̄336. [3]ReichleWT.SynthesisofAnionicClayMinerals(MixedMetalHydroxidesꎬHydrotalcite)[J].SolidStateIonicsꎬ1986ꎬ22(1):135 ̄141.[4]CavaniFꎬTrifiroFꎬVaccariA.Hydrotalcite ̄typeAnionicClays:PreparationꎬPropertiesandApplications[J].CatalTodayꎬ1991ꎬ11(2):173 ̄301.[5]OgawaMꎬKurodaK.PhotofunctionsofIntercalationCompounds[J].ChemRevꎬ1995ꎬ95(2):399 ̄438.[6]KimSSꎬZhangWZꎬPinnavaiaTJ.UltrastableMesostructuredSilicaVesicles[J].Scienceꎬ1998ꎬ282(5392):1302 ̄1305. [7]LinFHꎬLeeYHꎬJianCHꎬetal.AStudyofPurifiedMontmorilloniteIntercalatedwith5 ̄FluorouracilasDrugCarrier[J].Biomaterialsꎬ2002ꎬ23(9):1981 ̄1987.[8]CarreteroMI.ClayMineralsandTheirBeneficialEffectsUponHumanHealth.AReview[J].ApplClaySciꎬ2002ꎬ21(3):155 ̄163.[9]PoensinDꎬCarpentierPHꎬFechozCꎬetal.EffectsofMudPackTreatmentonSkinMicrocirculation[J].JointBoneSpineꎬ2003ꎬ70(5):367 ̄370.[10]VenialeFꎬBarberisEꎬCarcangiuGꎬetal.FormulationofMudsforPelotherapy:Effectsof Maturation byDifferentMineralWaters[J].ApplClaySciꎬ2004ꎬ25(3/4):135 ̄148.[11]WANGXuechuanꎬRENLongfangꎬQIANGTaotao.ApplicationofNano ̄materialinCosmetics[J].DetergCosmetꎬ2006ꎬ29(4):15 ̄18(inChinese).王学川ꎬ任龙芳ꎬ强涛涛.纳米材料在化妆品中的应用[J].日用化学品科学ꎬ2006ꎬ29(4):15 ̄18.[12]CarreteroMI.ClayMineralsandTheirBeneficialEffectsUponHumanHealth AReview[J].ApplClaySciꎬ2002ꎬ21(3):155 ̄163.[13]RobertsonRHS.CadaversꎬCholerasandClays[J].MinerSocBullꎬ1996ꎬ113:3 ̄7.[14]DelHCꎬVicenteMAꎬRivesV.ApplicationofPhenylSalycilate ̄SepioliteSystemsasUltraVioletRadiationFilters[J].ClayMinerꎬ1998ꎬ33(3):467 ̄474.[15]VicenteMAꎬSanchez ̄CamazanoMꎬSanchez ̄MartinMJꎬetal.AdsorptionandDesorptionofN ̄Methyl ̄8 ̄hydroxyQuinolineMethylSulphateonSmectiteandthePotentialUseoftheClay ̄OrganicProductasanUltravioletRadiationCollector[J].ClaysClayMinerꎬ1989ꎬ37(2):157 ̄163.[16]RaySSꎬOkamotoM.Polymer/layeredSilicateNanocomposites:AReviewfromPreparationtoProcessing[J].ProgPolymSciꎬ2003ꎬ28(11):1539 ̄1641.[17]YoussefAMꎬMalhatFMꎬAbdelHakimAAꎬetal.SynthesisandUtilizationofPoly(methylmethacrylate)NanocompositesBasedonModifiedMontmorillonite[J].ArabJChemꎬ2017ꎬ10(5):631 ̄642.[18]ChoyJꎬChoiSꎬOhJꎬetal.ClayMineralsandLayeredDoubleHydroxidesforNovelBiologicalApplications[J].ApplClaySciꎬ2007ꎬ36(1):122 ̄132.[19]XIANGRuꎬQIANGMinꎬLIUZhiweiꎬetal.ApplicationoftheTitaniumCross ̄linkedMontmorilloniteNanocompositesinCosmetics[J].FineSpecChemꎬ2005ꎬ13(7):7 ̄9(inChinese).项茹ꎬ强敏ꎬ刘智伟ꎬ等.钛交联蒙脱石纳米复合材料在化妆品中的应用[J].精细与专用化学品ꎬ2005ꎬ13(7):7 ̄9. [20]LEIDongshengꎬYUYongfuꎬYUANJizu.ModificationofBentoniteandItsApplicationinLiquidCream[J].IndMinerProcessꎬ2005ꎬ11:29 ̄31(inChinese).雷东升ꎬ余永富ꎬ袁继祖.膨润土的改性及其在润肤乳液中的应用[J].化工矿物与加工ꎬ2005ꎬ34(11):29 ̄31. [21]LiLꎬMaRZꎬEbinaYꎬetal.Layer ̄by ̄layerAssemblyandSpontaneousFlocculationofOpositelyChargedOxideandHydroxideNanosheetsintoInorganicSandwichLayeredMaterials[J].JAmChemSocꎬ2007ꎬ129(25):8000 ̄8007. [22]HUANGDengtongꎬKEGuoliangꎬSUShuꎬetal.InternalStandardQuantitativeCharacterizationofBasicSitesonMg ̄AlHydrotalcitesbyCO2 ̄TPD ̄MSTechnique[J].ChineseJApplChemꎬ2010ꎬ27(3):338 ̄341(inChinese).黄登通ꎬ柯国梁ꎬ苏抒ꎬ等.水滑石型固体碱碱性位的内标CO2 ̄程序升温脱附 ̄M表征[J].应用化学ꎬ2010ꎬ27(3):338 ̄341.[23]LIJingweiꎬWUTianxiaoꎬZHANGYiboꎬetal.PreparationofPt/Ni/Al2O3CatalystsbyGalvanicMethodandTheirCatalyticPerformancesforCOOxidation[J].ChineseJApplChemꎬ2016ꎬ33(11):1337 ̄1339(inChinese).李经纬ꎬ邬天笑ꎬ张一波ꎬ等.基于流电沉积法制备的Pt/Ni/Al2O3催化剂及其对CO催化性能[J].应用化学ꎬ2016ꎬ33(11):1337 ̄1339.[24]ChoyJHꎬKwakSYꎬParkJSꎬetal.IntercalativeNanohybridsofNucleosideMonophosphatesandDNAinLayeredMetalHydroxide[J].JAmChemSocꎬ1999ꎬ121(121):1399 ̄1400.[25]RossiCꎬSchoubbenAꎬRicciMꎬetal.IntercalationoftheRadicalScavengerFerulicAcidinHydrotalcite ̄likeAnionicClays[J].IntJPharmꎬ2005ꎬ295(1/2):47 ̄55.[26]XINGYingꎬLIDianqingꎬRENLinglingꎬetal.AssemblyandStructuralCharacteristicsofSupramolecularSalicylate ̄pillaredHydrotaleites[J].ActaChimSinꎬ2003ꎬ61(2):267 ̄272(inChinese).邢颖ꎬ李殿卿ꎬ任玲玲ꎬ等.超分子结构水杨酸根插层水滑石的组装及结构与性能研究[J].化学学报ꎬ2003ꎬ61(2):267 ̄272.[27]FengYJꎬLiDQꎬWangYꎬetal.SynthesisandCharacterizationofaUVAbsorbent ̄intercalatedZn ̄AlLayeredDoubleHydroxide[J].PolymDegradStabꎬ2006ꎬ91(4):789 ̄794.[28]PerioliLꎬAmbrogiVꎬBertiniBꎬetal.AnionicClaysforSunscreenAgentSafeUse:PhotoprotectionꎬPhotostabilityandPreventionofTheirSkinPenetration[J].EurJPharmBiopharmꎬ2006ꎬ62(2):185 ̄193.[29]WangXꎬLiYꎬTangLꎬetal.FabricationofZn ̄TiLayeredDoubleHydroxidebyVaryingCationicRatioofTi4+andItsApplicationasUVAbsorbent[J].ChineseChemLettꎬ2017ꎬ28(2):394 ̄399.[30]LiYꎬTangLꎬZhouWꎬetal.FabricationofIntercalatedp ̄AminobenzoicAcidintoZn ̄TiLayeredDoubleHydroxideandItsApplicationasUVAbsorbent[J].ChineseChemLettꎬ2016ꎬ27(9):1495 ̄1499.[31]LiYꎬTangLꎬMaXꎬetal.SynthesisandCharacterizationofZn ̄TiLayeredDoubleHydroxideIntercalatedwithCinnamicAcidforCosmeticApplication[J].JPhysChemSolidsꎬ2017ꎬ107:62 ̄67.[32]HeQꎬYinSꎬSatoT.SynthesisandPhotochemicalPropertiesofZinc ̄AluminumLayeredDoubleHydroxide/organicUVRayAbsorbingMolecule/silicaNanocomposites[J].JPhysChemSolidsꎬ2004ꎬ65(2/3):395 ̄402.[33]HwangSHꎬHanYSꎬChoyJH.IntercalationofFunctionalOrganicMoleculeswithPharmaceuticalꎬCosmeceuticalandNutraceuticalFunctionsintoLayeredDoubleHydroxiesandZincBasicSalts[J].BullKoreanChemSocꎬ2001ꎬ22:1019 ̄1022.[34]YangJHꎬLeeSYꎬHanYSꎬetal.EfficientTransdermalPenetrationandImprovedStabilityofL ̄AscorbicAcidEncapsulatedinanInorganicNanocapsule[J].BullKoreanChemSocꎬ2003ꎬ24(4):499 ̄503.[35]YiWꎬDunZꎬDandanLꎬetal.MgAlMixedMetalOxideFilmDerivedfromLayeredDoubleHydroxidePrecursorFilm:FabricationandAntibacterialProperties[J].JTaiwanInstChemEngꎬ2015ꎬ57(2015):160 ̄166.[36]TangLꎬChengHꎬCuiSꎬetal.DL ̄MandelicAcidIntercalatedZn ̄AlLayeredDoubleHydroxide:ANovelAntimicrobialLayeredMaterial[J].ColloidsSurfB:Biointerfacesꎬ2018ꎬ165:111 ̄117.[37]BinHusseinMZꎬZainalZꎬYahayaAHꎬetal.ControlledReleaseofaPlantGrowthRegulatorꎬAlpha ̄NaphthaleneacetatefromtheLamellaofZn ̄Al ̄LayeredDoubleHydroxideNanocomposite[J].JControlReleaseꎬ2002ꎬ82(2):417 ̄427.ApplicationsofTwo ̄DimensionalLayeredNanomaterialsinCosmeticsWANGXinruia∗ꎬCHENGHuiminaꎬTANGLipingaꎬLILiaꎬYANDongpengb(aBeijingAdvancedInnovationCenterforFoodNutritionandHumanHealthꎬBeijingTechnologyandBusinessUniversityꎬBeijing100048ꎬChinaꎻbCollegeofChemistryꎬBeijingNormalUniversityꎬBeijing100875ꎬChina)Abstract㊀Duetothenovelstructuralandinterfacialcharacteristicsꎬtwo ̄dimensional(2D)layeredarenanomaterialsawardeduniquepropertiesintransdermalabsorptionꎬsunscreenꎬactivetargetingdeliveryꎬandstablenanocapsuleswithgreatadvantageincosmeticsindustry.Accordingtodifferentlayeredchargesꎬthetypical2Dlayerednanomaterialsinvolvecationicandanionicclays(suchashydratalcite).Basedonrecentdevelopmentinthisfieldꎬthisarticlereviewsthecharacteristicsandperformanceof2Dnanomaterialsꎬparticularlyonhistoryꎬcurrentsituationandmarketprospectincosmeticsapplication.Keywords㊀layeredmaterialsꎻhydrotalciteꎻcosmeticsꎻtwo ̄dimensionalnanomaterialsReceived2018 ̄04 ̄20ꎻRevised2018 ̄05 ̄28ꎻAccepted2018 ̄07 ̄02SupportedbytheNationalNaturalScienceFondationofChina(No.31501402)ꎬtheOpenResearchFundProgramofBeijingAdvancedInnovationCenterforFoodNutritionandHumanHealth(No.20171041)Correspondingauthor:WANGXinruiꎬassociateprofessorꎻTel/Fax:010 ̄68985573ꎻE ̄mail:wangxinrui@th.btbu.edu.cnꎻResearchinterests:synthesisandmodificationoflayeredsupramolecularmaterialsandtheirapplicationsincosmetics3711㊀第10期王心蕊等:二维层状离子型纳米材料在化妆品领域的应用进展。
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二维纳米材料新进展
近年来,二维纳米材料在材料科学领域取得了重要的突破和进展。
二
维纳米材料是指具有近乎二维结构的材料,通常由原子、分子或者纳米颗
粒组成,具有特殊的电子、光学和力学性质。
二维纳米材料的研究领域广泛,包括碳纳米管、石墨烯、过渡金属二硫化物等。
下面将介绍几个二维
纳米材料的新进展。
首先,石墨烯是二维纳米材料中最为研究热门的一种。
石墨烯是由单
层碳原子按蜂窝状排列形成的。
其特殊的结构赋予了其独特的电子输运性质,使其成为高性能电子器件和光电器件的理想材料。
近年来,人们对石
墨烯的研究重点从材料合成扩展到了功能化和应用开发。
研究者们通过控
制石墨烯的厚度、形状和结构,实现了对其电子结构的调控。
利用石墨烯
的局域化表面等离子体共振效应,可以实现表面增强拉曼散射,从而提高
材料的光谱灵敏度。
此外,石墨烯在能源领域也有广泛的应用前景,例如,石墨烯基薄膜太阳能电池和储能器件等。
其次,过渡金属二硫化物也是二维纳米材料研究的热点之一、由于其
特殊的电子和光学性质,过渡金属二硫化物在电子器件、光电器件、催化
剂以及储能领域有着广泛的应用。
近年来的研究表明,通过合成单层或多
层的过渡金属二硫化物,可以实现对其性能的精确控制。
例如,研究者们
通过对过渡金属硫化物的合成条件和结构进行调控,实现了从半导体到金
属的相变。
此外,二维过渡金属二硫化物的表面电子结构可通过离子液体
来调节,从而控制其在催化剂和能源材料中的应用。
另外,碳纳米管也是近年来备受关注的二维纳米材料之一、碳纳米管
是由一个或几个碳原子层以圆筒形方式卷曲而成的纳米材料。
碳纳米管以
其特殊的电子和力学性质,在电子器件、传感器和储能器件等领域有着广
泛的应用。
近年来的研究表明,通过调控碳纳米管的结构和直径,可以实
现对其电子传输性质的精确调控。
此外,研究者们还通过改变碳纳米管结
构的外部环境,实现了对其吸附和催化性能的调控。
这些研究为碳纳米管
的应用开辟了新的途径。
综上所述,二维纳米材料的研究已经取得了重要的进展。
石墨烯、过
渡金属二硫化物和碳纳米管等二维纳米材料在电子、光学、催化和能源等
领域有着广泛的应用前景。
此外,通过对这些材料的结构和性质进行精确
调控,可以进一步拓展它们的应用领域,为材料科学和工程提供新的可能。