Chiral Graphene Quantum Dots

石墨烯 手性(物理) 材料科学 量子点 圆二色性 密度泛函理论 共价键 纳米技术 化学物理 计算化学 结晶学 化学 物理 有机化学 量子力学 手征对称破缺 Nambu–Jona Lasinio模型 夸克
作者
Nozomu Suzuki,Yichun Wang,Paolo Elvati,Zhibei Qu,Kyoungwon Kim,Shuang Jiang,Elizabeth Baumeister,Jae‐Wook Lee,Bongjun Yeom,Joong Hwan Bahng,Jaebeom Lee,Angela Violi,Nicholas A. Kotov
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:10 (2): 1744-1755 被引量:347
标识
DOI:10.1021/acsnano.5b06369
摘要

Chiral nanostructures from metals and semiconductors attract wide interest as components for polarization-enabled optoelectronic devices. Similarly to other fields of nanotechnology, graphene-based materials can greatly enrich physical and chemical phenomena associated with optical and electronic properties of chiral nanostructures and facilitate their applications in biology as well as other areas. Here, we report that covalent attachment of l/d-cysteine moieties to the edges of graphene quantum dots (GQDs) leads to their helical buckling due to chiral interactions at the "crowded" edges. Circular dichroism (CD) spectra of the GQDs revealed bands at ca. 210-220 and 250-265 nm that changed their signs for different chirality of the cysteine edge ligands. The high-energy chiroptical peaks at 210-220 nm correspond to the hybridized molecular orbitals involving the chiral center of amino acids and atoms of graphene edges. Diverse experimental and modeling data, including density functional theory calculations of CD spectra with probabilistic distribution of GQD isomers, indicate that the band at 250-265 nm originates from the three-dimensional twisting of the graphene sheet and can be attributed to the chiral excitonic transitions. The positive and negative low-energy CD bands correspond to the left and right helicity of GQDs, respectively. Exposure of liver HepG2 cells to L/D-GQDs reveals their general biocompatibility and a noticeable difference in the toxicity of the stereoisomers. Molecular dynamics simulations demonstrated that d-GQDs have a stronger tendency to accumulate within the cellular membrane than L-GQDs. Emergence of nanoscale chirality in GQDs decorated with biomolecules is expected to be a general stereochemical phenomenon for flexible sheets of nanomaterials.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
4秒前
东都哈士奇完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
整齐成仁完成签到,获得积分10
4秒前
害羞的墨镜完成签到,获得积分10
5秒前
Paris7k完成签到 ,获得积分10
6秒前
Sylvia_J完成签到 ,获得积分10
6秒前
wzk完成签到,获得积分10
9秒前
慧子发布了新的文献求助10
9秒前
欧克发布了新的文献求助10
10秒前
渔渔完成签到 ,获得积分10
10秒前
LaixS完成签到,获得积分10
11秒前
hj完成签到,获得积分10
11秒前
小水蜜桃完成签到 ,获得积分10
11秒前
gloval完成签到,获得积分10
12秒前
要笑cc完成签到,获得积分0
13秒前
村口的帅老头完成签到 ,获得积分10
15秒前
宣宣宣0733完成签到,获得积分0
15秒前
st完成签到 ,获得积分10
15秒前
胡质斌完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
风中的蛋卷完成签到 ,获得积分10
19秒前
灼灼朗朗完成签到,获得积分10
22秒前
Criminology34应助三星导弹船采纳,获得10
23秒前
科研民工打工中完成签到,获得积分10
25秒前
27秒前
Richard完成签到 ,获得积分10
28秒前
科研通AI6.2应助慧子采纳,获得10
30秒前
tt完成签到,获得积分10
32秒前
元气弹完成签到 ,获得积分10
32秒前
wulin314完成签到,获得积分20
33秒前
灯火阑珊完成签到 ,获得积分10
34秒前
HHB完成签到,获得积分10
36秒前
叶子完成签到 ,获得积分10
36秒前
37秒前
39秒前
lnb666777888完成签到 ,获得积分10
40秒前
杨杨杨完成签到 ,获得积分10
42秒前
伶俐书蝶完成签到 ,获得积分10
43秒前
chen完成签到 ,获得积分10
44秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7778444
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9318783
关于积分的说明 20366209
捐赠科研通 7365553
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3319210
关于科研通互助平台的介绍 2467170
邀请新用户注册赠送积分活动 2334659