氢(H2)作为一种新兴的治疗气体,具有良好的生物安全性、高组织渗透性和自由基捕获能力,被广泛认为是一种非常有前途的临床抗氧化剂。目前,作为一种新兴的抗炎策略,H2治疗的疗效高度依赖于H2的释放量和速率。因此,开发快速、简单、高效的技术来产生能够清除ROS和抑制炎症的治疗性H2至关重要。
近日,中科院上硅所施剑林院士,Han Lin提出了一种简便的水能制氢方法,该方法基于通过拓扑定向脱嵌方法从CaSi2块体中的钙物种在浓HCl中所获得的超薄2D H-硅烯纳米片。这种超薄的2D纳米材料具有高比表面积和表面丰富的活性Si−H键,绕过了传统的Si−水反应的动力学能垒。
文章要点
1)DFT计算揭示了表面大量的H原子作为反应活性中心,可以优化良好的热力学条件,促进H2的释放,从而提高H-硅烯的制氢性能。
2)体外实验证明,H-硅烯具有明显的细胞抗炎作用,其机制是迅速释放H2清除细胞内ROS,从而在很大程度上保护L929和PC12细胞免受凋亡的影响,而H-硅烯与H2O反应产生的副产物SiO2·xH2O对细胞无细胞毒性。此外,活体急性炎症模型证明了H-硅烯的良好治疗效果,突出了一种有前景的氢气治疗方法。
3)H-硅烯的水促产氢性能有望满足急性炎症治疗的要求,这在以往是一个棘手的甚至危及生命的问题。因此,H-硅烯纳米片有望成为治疗多种炎症性疾病的高效抗炎剂。
参考文献
Yanling You, et al, Water-Enabled H2 Generation from Hydrogenated Silicon Nanosheets for Efficient Anti-Inflammation, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI:10.1021/jacs.2c04412
https://doi.org/10.1021/jacs.2c04412