“比石墨烯更好”的材料开发可能会改进植入式技术

让开，石墨烯。实验室里有一种新的、改进的二维材料。硼烯是2015年首次合成的原子薄版本的硼，比石墨烯（二维版本的碳）更导电、更薄、更轻、更强、更灵活

现在，宾夕法尼亚州立大学的研究人员通过赋予手性，使这种材料可能更有用；或利手性&mdash；它可以制造先进的传感器和植入式医疗设备。通过一种从未在硼酚上使用过的方法诱导的手性，使材料能够以独特的方式与不同的生物单元（如细胞和蛋白质前体）相互作用

潘、多萝西·福尔·哈克和；J.Lloyd Huck纳米医学讲座教授、材料科学与工程教授以及核工程教授发表了他们的工作&mdash；他们说，这是第一次这样做；在ACS Nano中

潘说：“硼酚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，但具有更显著的性质。研究人员才刚刚开始探索它的应用。”

“据我们所知，这是第一项了解硼酚生物相互作用的研究，也是第一份在硼酚结构上赋予手性的报告。”

手性是指相似但不相同的物理性质，如左手和右手。在分子中，手性可以使生物或化学单元存在于两个无法完全匹配的版本中，如左右手套。它们可以精确地相互镜像，但左手套永远不会像适合左手那样适合右手

硼酚在结构上是多态的，这意味着它的硼原子可以排列成不同的构型，赋予它不同的形状和性质，就像同一组乐高积木可以被构建成不同的结构一样。这使研究人员能够“调整”硼酚，使其具有各种性质，包括手性

潘说：“由于这种材料作为可植入传感器的基底具有巨大的潜力，我们想了解它们暴露在细胞中时的行为。”。“我们的研究首次表明，硼酚的各种多态性结构与细胞的相互作用不同，其细胞内化途径由其结构独特决定。”

研究人员合成了硼酚血小板&mdash；类似于血液中发现的细胞片段&mdash；使用溶液状态合成，包括将液体中的粉末状材料暴露于一种或多种外部因素，如热量或压力，直到它们结合成所需的产品

潘说：“我们通过将硼粉末置于高能声波中，然后将这些血小板与不同的氨基酸在液体中混合，赋予其手性，从而制备出硼酚。”。“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倾向于粘附在硼酚上。”

研究人员发现，某些氨基酸，如半胱氨酸，会在不同的位置与硼酚结合，这取决于它们的手性手性。研究人员将chiralized borophene血小板暴露在培养皿中的哺乳动物细胞中，观察到它们的利手性改变了它们与细胞膜相互作用并进入细胞的方式

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，或者通过精确定位的物质-细胞相互作用更好地给药。他说，至关重要的是，要了解这种物质如何与细胞相互作用；并控制这些互动；也许有一天会带来更安全、更有效的植入式医疗设备

潘说：“硼酚独特的结构可以实现有效的磁性和电子控制。”他指出，这种材料可以在医疗保健、可持续能源等方面有更多应用。“这项研究只是一个开始。我们有几个项目正在进行中，以开发硼酚的生物传感器、给药系统和成像应用。”