JACS：合成液态镓@还原氧化石墨烯核壳纳米粒子以增强光声和光热性能

光声(PA)成像是用于体内成像和癌症检测的有力工具。由于PA纳米材料产生的超声波波长更长，因此它探测生物组织的穿透深度比传统的光学成像更深。目前，人们已经开发了各种纳米材料来提高PA对比颗粒的性能，例如染料分子、贵金属纳米颗粒(NPs)和碳基纳米材料。近日，上海交通大学邓涛教授，宋成轶，Yuan Hong，北卡罗来纳州立大学Michael D. Dickey通过简单的一锅纳米探针超声法，合成了一种由液态镓核和厚度可调的还原氧化石墨烯（RGO）壳（Ga@RGO）组成的纳米颗粒。

本文要点：

1）RGO的高近红外吸收导致光到热的光热能量转换为42.4%。这种有效的光热转换，结合液态镓的大的固有热膨胀系数，允许粒子用于光声成像，即将光转换成对成像有用的振动。与裸露的镓纳米粒子和金纳米棒(一种常用的光声造影剂)相比，Ga@RGO分别导致光声信号增强5倍和2倍。

2）理论模型进一步揭示了影响镓@RGO的光热和光声性能的内在因素。

这些核壳Ga@RGO NPs不仅可以用作光声成像造影剂，还为合理设计具有特定多功能的液态金属基纳米材料以用于生物医学应用铺平了道路。

Yingyue Zhang, et al, Synthesis of Liquid Gallium@Reduced Graphene Oxide Core−Shell Nanoparticles with Enhanced Photoacoustic and Photothermal Performance, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c00162

https://doi.org/10.1021/jacs.2c00162

信息来源：公众号【纳米人】

氧化石墨烯：

氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，一般用GO表示，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。