Adv. Mater：富含氧空位的压电BiO2-x纳米片用于增强的压电催化，声热和酶催化治疗

2023-06-18

压电催化治疗是一种新兴的活性氧(ROS)治疗策略，其主要通过超声(US)照射激活压电材料的内置电场和能带弯曲。尽管该策略已发展成为一个热门的研究领域，但相关材料的开发和机理探索仍在进行中。中科院长春应化所林君研究员和哈尔滨工程大学盖世丽教授合成了一种富含氧空位的BiO_2−x纳米片(NSs)，其具有优异的压电性能。

本文要点：

（1）在US的作用下，0.25 V的压电电位足以使BiO_2−x NSs的导带发生倾斜，使其比O₂/•O₂⁻、•O₂⁻/H₂O₂和H₂O₂/•OH的氧化还原电位更负，进而引发能够产生ROS的级联反应。此外，BiO_2−x NSs也具有类过氧化物酶和类氧化酶活性，因此能够在H₂O₂过表达的肿瘤微环境中进一步增强ROS的产生。密度泛函理论计算表明，BiO_2-x NSs中生成的氧空位有利于吸附H₂O₂和增加载流子密度，以用于产生ROS。

（2）此外，电子的快速运动也使其具有优异的声热效应，在低功率(1.2 W cm⁻²)和短时间(96 s)的US刺激下，BiO_2-x NSs会使得温度迅速上升到近65 ℃。综上所述，该研究开发的系统能够实现压电催化、酶催化和声热治疗的多模式协同组合，有望为利用缺陷工程优化的压电材料进行肿瘤治疗提供新的方向。

Lu Yang. et al. Oxygen-Vacancy-Rich Piezoelectric BiO_2−x Nanosheets for Augmented Piezocatalytic, Sonothermal, and Enzymatic Therapies. Advanced Materials. 2023

DOI: 10.1002/adma.202300648

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202300648