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【Adv. Mater.】缺陷调控的 G-C 3 N 4 实现高效压电催化肿瘤治疗 ​

简介 ​

本文研究了通过内表面和表面缺陷调控石墨相碳氮化合物 (g-C 3 N 4) 的压电催化性能，从而实现高效肿瘤治疗。减少体缺陷使得超声波激发的电荷更快迁移到材料表面，而增加表面缺陷则引入更多活性位点，增强压电特性。

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摘要 ​

压电催化治疗是利用超声波激活压电材料内的电荷分离，参与氧化还原反应的新兴方法。本文通过调控石墨相碳氮化合物 (g-C 3 N 4) 的内表面和表面缺陷，显著增强其压电性能和声催化性能，实现高效肿瘤治疗。减少体缺陷提高了电荷迁移速率，增加表面缺陷引入了更多活性位点并增强了结构不对称性，表现出优异的压电特性。该缺陷工程 g-C 3 N 4 纳米片在超声波刺激下能有效产生 ROS，诱导肿瘤细胞凋亡。本文不仅提出了一种增强 g-C 3 N 4 压电催化性能的方法，还拓展了缺陷工程压电材料在肿瘤治疗中的潜在应用。

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研究结果与讨论 ​

1. 合成与表征： ​

采用熔盐法和超声液相剥离法制备缺陷修复的碳氮化物纳米片 (PHI NSs)。在可见光照射下，利用三乙醇胺 (TEOA) 作为空穴清除剂引入表面 N 缺陷 (N vac)，提高电荷传输效率。

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2. 电荷分离与迁移： ​

光刻蚀后，PE-PHI NSs 形成内在电场，在超声波刺激下增强电荷分离，调整能带倾斜，增加 ROS 生成。

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3. 催化性能： ​

PE-PHI NSs 在超声波照射下有效降解 MB 和 ABDA，显示出高效的·OH 和 1 O 2 生成能力，具有优异的声化学性能。

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4. 抗癌性能： ​

在 4 T 1 细胞中，PE-PHI NSs 在超声波照射下产生大量 ROS，引起线粒体损伤和细胞凋亡。在小鼠肿瘤模型中，PE-PHI NSs 显著抑制肿瘤生长，提高抗肿瘤效果。

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结论 ​

本文通过双重缺陷工程策略，显著提高了 g-C 3 N 4 的压电催化性能，实现了高效的肿瘤治疗。

参考文献 ​

Yang, Z.; Yuan, M.; Liu, B.; Ma, Z.; Ma, J.; Ma, X.; Li, K.; Ma, P.; Cheng, Z.; Lin, J. Dual‐Defect Regulated G‐C3 N4 for Piezoelectric Catalytic Tumor Therapy with Enhanced Efficacy. Advanced Materials 2025, 2412069. https://doi.org/10.1002/adma.202412069.