石墨烯和纳米石墨烯以其卓越的光电性而闻名。但是，它们材料具有不水溶性，使其在生物医学方面的应用受到了阻碍。日本的一个科学家小组现在推出了另一种“翘曲纳米石墨烯”，它可以溶解在各种溶剂中，同时又能保持其光物理特性。该成果发表在Angewandte Chemie中，作者还强调了该翘曲纳米石墨烯照射时具有选择性杀死细胞的光力学潜能。

纳米石墨烯具有六角形碳晶格，仅由几个具有可调电子特性的碳环组成。阻碍其在光电子器件或生物医学方面广泛应用的一大问题就是它的不可溶性。

因此，为了抑制堆积和聚集，合成具有弯曲结构的新型纳米石墨烯，即所谓的翘曲纳米石墨烯。日本名古屋大学的Kenichiro Itami和他的同事已经找到了一种方法，进一步获得具有完全可溶性的两亲性翘曲纳米石墨烯。新的结构具有生物相容性，但是在照射后它会杀死宿主细胞。作者认为，这种有效的光敏反应可以在未来用于研究光力学癌症治疗。

自2004年发现石墨烯是一种有趣的改性单层碳，就认为类石墨烯材料的低溶解度是有问题的。为了提高溶解度，Itami 和他的同事开发了一种在其外围具有分子芳香结构化学取代基的翘曲纳米石墨烯。取代基是通过相对简单而又强大的硼化而引入的。一旦分子被硼烷化，硼取代基可以被其他取代基置换，在这种情况下，就会被带有高度可溶性脂鲤（乙二醇）链（TEG）的芳香族分子取代。科学家们应用了两次这种替换方法，使得翘曲纳米石墨烯分子在包括水在内的各种溶剂中稳定的完成合成。当用激光激发时，它会呈现出绿色荧光。

这种荧光可应用于生物学中，例如作为生物成像中的染料。科学家们提到，对于它的其他应用简直是乎意料。激发后，该分子对人体细胞无害，却能杀死HeLa细胞系的细胞群体，并且成功率高达100％。作者提出：“虽然对这一机制尚不清楚，可能是可溶性翘曲纳米石墨烯相对高效率的单线态氧化，导致HeLa细胞死亡。”因此，可以假定为类似于染料敏化，并通过活性氧产生的机理。

这些二代纳米石墨烯结合了石墨烯卓越的光电性和生物相容性。在未来，他们可能会在生物成像，光力学治疗和类似应用中发挥作用。