光熱轉換的案例
橡膠新化學：可定制光熱轉換材料的制備及其表面抗污功能化
當前，光熱轉換在癌癥診療、海水淡化等領域被廣泛研究，引起了高度的關注。開發新型光熱轉換材料是這一研究領域的關鍵。有機光熱材料大多具有長的共軛結構，使其吸收波長能夠擴展到紅外區域，可實現對太陽光中占比近50%的紅外光有效利用。而長的共軛結構會帶來剛性高、難加工等問題，如，其難以同熱塑性材料一樣能夠被熱加工；即便部分材料能夠被溶解加工，也需要大量特殊有機溶劑，不可避免地會對環境造成影響。
為了解決這一問題，來自中國人民大學的王亞培課題組提出用熱塑性能極佳的橡膠，即反式聚異戊二烯（Trans-1, 4-polyisoprene, TPI）作為基材，通過后摻雜的形式將碘導入共軛結構，賦予原本乳白色的聚異戊二烯以黑色的性質，使其具有光熱轉換性能。在紅外光照射下，碘摻雜的TPI可以在0.9W的光功率下，升溫超過160℃。此外，他們借助多維數字打印技術，設計并制造了一種能將太陽能轉換成熱能的TPI護膝，實現了對TPI的可定制化加工和黑化，為個性化光熱轉換產品制造提供了新的解決辦法。（DOI: 10.1002/chem.201704715）
前一工作中，研究者發現在碘摻雜處理后的TPI表面具有陽離子自由基。基于這一發現，該課題組發展了一種利用陽離子自由基作為引發劑，在黑化TPI表面引發熱敏型異丙基丙烯酰胺（NIPAM）聚合的方法。不同于傳統的ATRP或RAFT方法，這種方法僅需一步碘蒸氣處理，新穎巧妙、操作簡單，不需要特殊的催化劑也無需嚴格的除氧過程。而且，黑化TPI的光熱轉換可以調節碘的光控釋放，從而殺死細菌。光熱轉換導致的溫度變化也會引發PNIPAM鏈構象的變化，促進了死亡細菌的清除。基于這種新型表面接枝方法與材料本身優異的光熱轉換性能，研究者成功構建了光熱轉換觸發的“殺菌釋菌”系統。
展開 蘇州大學張麗芬教授和程振平教授課題組：一種基于近紅外光控光熱轉換間壁式換熱器的可逆-失活自由基聚合新策略
然而，如圖5b所示，經過10個循環的加熱-冷卻過程后，光熱轉換能力幾乎沒有任何變化，重要的是，即使累計使用196小時，它也幾乎保持了最初的光熱轉換性能（圖5c），進一步證實了本文所用克酮酸菁類染料的高光熱穩定性。
圖5 NIR819光熱穩定性測試圖
作者通過利用克酮酸菁類染料在近紅外LED光源照射下，通過光熱轉換進行間壁式熱交換的原理，開發了一種通用的近紅外光誘導RDRP策略。成功地進行了MMA、GMA、MA、St、DMA等單體的“活性”聚合。該策略具有以下優點：（1）完全避免了近紅外染料與聚合組分的混合，從而克服了近紅外染料對聚合物的污染問題；（2）聚合溫度不僅可以通過調節近紅外光源的功率來控制，還可以通過調節近紅外染料的濃度來控制，使其適用的聚合物反應溫度范圍寬；（3）近紅外染料具有很高的光熱穩定性和光熱轉換效率：NIR819為83.2%，NIR792為87.4%，NIR799為84.5%，可重復使用，可大大降低聚合物的合成成本；（4）利用近紅外光的穿透能力強的特點，該策略具有傳統加熱（如電加熱夾套）無法比擬的優勢，可以通過加熱和近紅外光照射的協同效應極大地強化聚合反應速率。因此，該策略不僅為光熱轉換的綠色可持續發展開辟了新思路，而且在大規模應用中具有巨大的潛力。
論文第一作者為蘇州大學材料與化學化工學部碩士生高群，通訊作者為蘇州大學材料與化學化工學部張麗芬教授和程振平教授。詳見: Qun Gao, Kai Tu, Haihui Li, Lifen Zhang, Zhenping Cheng.
展開 華南理工大學李遠課題組 Angew：穩定的“芳香化硝酸自由基”實現高效的光熱轉換
如圖3所示，當在功率為1.0 W cm–2的808 nm激光器照射下，TPA-TPA-O6粉末的溫度迅速升至約250 °C，顯示了優異的光熱轉換性能，優于文獻報道的有機光熱材料。
圖3. A. TPA-TPA-O6粉末在不同功率激光照射下的光熱轉換；B. TPA-TPA-O6粉末紅外熱像圖；C. 已報道的有機光熱材料的光熱性能對比圖。
如圖4所示，TPA-TPA-O6 展現出最為優異的光熱轉換性能及良好的光熱穩定性。因此，作者將TPA-TPA-O6應用于太陽能驅動的界面水蒸發系統的構建。TPA-TPA-O6粉末在300~2000 nm范圍內表現出極寬的光譜響應，可有效地促進太陽光收集。在1個太陽光下照射下，獲得了高達89.41%的太陽能驅動水蒸發效率和1.293 kg m–2 h–1的水蒸發速率。最后，作者利用該體系對海水進行了淡化實驗，展示了該材料體系在光熱轉換領域的實際應用潛力。
圖4. 基于TPA-TPA-O6的光熱性能表征及太陽能驅動的水蒸發系統的性能圖
該工作中，李遠課題組報道了一類基于“芳香化硝酸自由基”的多自由基半導體材料設計策略，這類分子具有原料廉價、合成便捷、結構可調控性強等優點，未來在有機光電、磁學、儲能、自旋電子學、生物診療和光熱轉換等領域有良好的應用潛力。
展開 一種用于熱管理和紅外隱身STA-EGaIn基相變氣凝膠
來源 | Small
01
背景介紹
相變材料(Phase Change Materials, PCMs)作為能量儲存和轉換材料，不僅可以在相變過程中吸收和釋放潛熱，還可以通過可控的潛熱吸收和釋放來調節目標物周圍的溫度。因此，PCM在熱管理和溫度調節方面具有潛在的應用前景。雖然PCM在熱能利用和熱管理領域具有很大的潛力，但大多數PCM光熱轉換性能較差，限制了PCM的太陽能利用效率。因此，探索具有優異光熱轉換性能的相變材料至關重要。
研究人員在 PCM中加入了光熱轉換材料來增強其吸收陽光的性能，以獲得良好的光熱相變儲能性能。鎵銦合金(EGaIn)作為一種液態金屬，因其流動性強、電導率高、導熱性好，在柔性可穿戴電子產品、熱界面材料等領域得到了廣泛的應用。到目前為止，基于EGaIn的光熱相變儲能材料的報道很少，主要是由于EGaIn的儲能性能較低。因此，同時提高EGaIn的光熱轉換和儲能性能，對于拓寬EGaIn在光熱相變儲能領域的應用具有重要的科學意義。在之前的工作中，硬脂酸-鎵銦合金（STA-EGaln）TA-EGaIn作為一種有機相變儲能材料，由于相變過程中固有的液體泄漏，其大規模應用受到限制。因此，克服光熱相變儲能系統的泄漏是至關重要的。
多孔支架與 PCM相結合是防止相變過程中泄漏的有效方法。在之前發表的研究中，多孔支架在防止相變材料泄漏方面取得了優異的效果。但這些多孔支架的不可生物降解性會對環境造成負面影響，因此許多研究人員將重點轉向了基于生物質材料的支架。然而，有機PCMs的導熱性差也極大地限制了纖維素/有機PCMs復合材料的實際應用。
展開 
IF=46.8 上海交大等發表一篇重要綜述論文！
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41560-018-0260-7
該論文系統地總結了太陽能光熱界面蒸發領域的研究進展，全面地介紹了太陽能光熱界面蒸發系統各核心構成單元的研究現狀和發展趨勢，深入分析了影響太陽能光熱界面蒸發性能的關鍵因素，探討了該技術在太陽能向熱能、電能、機械能、化學能轉換領域的應用價值，展望了該領域未來的發展方向、面臨的挑戰以及應對措施。
隨著傳統化石能源的日益消耗和生態環境壓力的不斷增加，加快對可再生能源太陽能的開發和利用已成為全球關注的熱點。光熱轉換是一種清潔、高效的太陽能利用方式。其中，光熱蒸發是太陽能光熱利用領域廣泛涉及的一個非常重要的物理過程。針對傳統基于體加熱的蒸發系統存在能量轉換效率低、響應速度慢等問題，新型基于局域光熱轉換的太陽能光熱界面蒸發設計將太陽能光熱轉換集中在蒸發界面，通過在太陽能光熱轉換材料、界面蒸發結構、系統絕熱設計等方面的協同創新，大幅提升了系統的蒸發效率和響應速率。當前，太陽能光熱界面蒸發技術在高性能海水淡化、蒸汽殺菌、污水凈化等眾多領域獲得了初步應用，并且推動了太陽能光熱技術小型化、便攜式的發展趨勢，對促進太陽能光熱技術的廣泛應用具有重要價值。
展開 太陽能光熱調控的策略及最新進展
因此，作者立足于建立在不同光譜區域中用于太陽能加熱和被動冷卻的選擇性吸收器/發射器之間的整體關系，在綜述中總結了光熱轉換和調控的基本原理。
圖1 被動輻射冷卻原理圖
02
高效光熱調節的基本標準
合理設計具有優異光熱調控性能的材料需要建立若干基本準則，從該角度出發，作者在綜述中明確了光學和熱學性質對于設計理想的光熱轉換材料和結構的至關重要性。其中，光學特性包括吸收系數、反射率、透射率等參數。因此為了實現優異的光熱調控，必須對材料的吸收光譜進行調控以吸收入射太陽光。此外，系統中的熱流，即對流、傳導和輻射，也是需要考慮的一個重要方面。
圖2 (a)分子振動和(b)聲子極化共振的紅外發射示意圖; (c)對于不同k參數，折射率分布n (z)作為深度的函數; (d)三角形漸變折射率圖。
03
新興光熱調節材料與結構
由于太陽能光熱轉換的快速發展，各種光熱調控材料已經被開發出來，作者基于不同的光熱轉換機理，在綜述中匯總了各種光熱調控材料，包括金屬材料、半導體、碳基材料、新興的碳化物/氮化物和聚合物。除上述材料外，超分子材料(卟啉)、陶瓷材料(TiN和ZrO2)、 MOFs等各類光熱轉換材料也在光熱處理、海水淡化、發電等領域得到了廣泛的應用。另外，從被動輻射制冷角度，設計材料不僅要反射大部分的入射光，還要在大氣窗口中具有強烈發射功能，目前已報道的輻射制冷材料可分為四類：多孔/顆粒分布聚合物薄膜、光子材料、天然木材和納米纖維薄膜。
圖3 納米纖維膜在光熱調控中的應用。
展開 四川大學陳思翀教授團隊在高效太陽能水蒸發器上取得進展
太陽能界面水蒸發是實現高效低能耗海水淡化的有效途徑，如何通過材料和結構設計來提高界面光熱汽化效率也是目前研究的主流方向。影響太陽能蒸汽產生過程（Solar vapor generation，SVG）有四個關鍵因素：光熱轉換、熱傳輸、水傳輸和水蒸發過程。目前已有大量研究針對以上這些子過程進行設計，以達到提高SVG效率的目的。但如何將這些關鍵因素協同整合，從而降低內部損耗，實現效率最大化，仍是一項巨大的挑戰。
針對以上問題，四川大學環保型高分子材料國家地方聯合工程實驗室的陳思翀教授團隊在已有的聚多巴胺包覆納米纖維研究基礎上，通過模板犧牲方式制備了聚多巴胺納米管，并基于其構建了三維太陽能界面水蒸發器件（PDA-t@PU），實現了光熱轉換、促進水傳輸、降低蒸發能及提升熱量管理等多功能集成，從而大幅提升SVG效率。
一方面，聚多巴胺（PDA）是一種具有親水性和光熱轉換功能的生物質材料，不僅可以將可見光轉換為熱，還可以通過表面水合作用降低水的蒸發能；另一方面，通過模板犧牲法將聚多巴胺制備為納米/亞微米的中空管狀形貌（PDA-t），不僅可以使得器件具有良好的集熱效果，減少熱能向環境的流失，實現高效的熱管理，還可以利用其毛細管作用有效提升器件對水的輸送能力。
圖1. PDA-t@PU太陽能蒸發器設計示意圖
多功能集成使得PDA-t@PU器件可以在三維模式下實現高效的SVG效果。
展開 浙大王立教授和俞豪杰副教授團隊AFM：受貽貝啟發的基于鐵-兒茶酚復合物的近紅外光觸發形變聚合物
目前NIR光響應形變聚合物主要通過在聚合物網絡內引入一定量碳納米管、石墨烯等具有光熱轉換效應的填料而制備得到，但該類方法面臨填料團聚等挑戰。填料團聚會顯著影響聚合物網絡的均一性，對所得NIR光響應形變聚合物的機械性能、形變性能以及光響應性等造成不利影響。
近日，浙江大學王立教授和俞豪杰副教授課題組受貽貝粘蛋白化學啟發，制備了一種不含光熱轉換填料的NIR光響應形變聚合物。該聚合物由兒茶酚（Catechol）封端的聚乙二醇（PEG-Dopa）與Fe(III)在堿性（pH=11）條件下經配位交聯后制得（圖1）。
圖 1. 聚合物的制備及結構表征
聚合物網絡中形成的tris-Catechol-Fe (III) 配合物對NIR光有較強的吸收，使得聚合物表現出較強的光熱轉換能力。借助PEG鏈段的結晶/熔融相轉變行為，所制備的聚合物具有較好的NIR光響應形變特性（圖2）。此外，利用Catechol-Fe (III) 配位鍵在高溫下的鍵交換，還可重塑聚合物的初始形狀。鑒于該聚合物良好的光響應形變特性，對其在光控開關方面的應用進行了探索，發現所得光控開關有靈敏的光響應性能。
圖2. 聚合物的光熱轉換性能、光響應形變性能
圖3.
展開 青科大閆業海教授課題組在高性能聚合物分離膜方面取得系列進展
在海水淡化用分離膜領域，為進一步提高膜的脫鹽效率和產水率，課題組分別研究了雙疏型蒸餾用膜和高效界面光熱轉換膜。針對膜蒸餾技術中，單一疏水型聚合物膜容易被含有機溶劑或表面活性劑的原料液潤濕，進而導致膜污染和截鹽率下降的問題，課題組巧妙利用NIPS法制膜過程中易于得到的互穿網絡膜孔結構提供構建雙疏表面的倒懸結構。獲得的疏水疏油聚砜膜對水和有機溶劑均表現出抗浸潤性，延長膜蒸餾使用周期（見圖1）。
圖1雙疏型聚砜膜的形貌、浸潤性與膜蒸餾性能
該研究成果發表于膜領域top期刊Journal of Membrane Science，第一作者為碩士生范慧琴。
原文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.memsci.2020.117933
界面光熱轉換膜可利用太陽能作為加熱源，實現對海水的蒸發收集。其中提高光熱轉換界面層的光熱轉換效率是提高水蒸發速率的關鍵。課題組將還原氧化石墨烯（rGO）包覆的聚苯乙烯微球沉積于聚砜膜表面，構建具有高度粗糙結構的rGO吸光層，進一步提高了膜表面對太陽光的吸收效率（96%），水蒸發速率可提高至1.86 kg m-2h-1，見圖2。
圖2 rGO/PS/PSf光熱轉換膜實現水蒸發速率提升
相關工作已發表于Chemical Engineering Journal（IF 10.65），第一作者為碩士生范慧琴。
展開 浙江大學王樹榮教授團隊JMCA：一種新型具有Janus特性的生物質基復合氣凝膠，用作獨立式太陽能界面蒸發器
從緩解能源危機和環境問題的角度來看，利用太陽能的光熱轉換驅動水快速蒸發是一種獲取淡水的有效手段。太陽能驅動的界面水蒸發目前被公認為是一種高效且可持續的淡水供應技術。然而，為實現高能量轉換效率，界面蒸發系統結構復雜，通常由幾個模塊組合而成，包括專門的水輸送、光熱轉換、熱管理和支撐部件。
近日，浙江大學王樹榮教授團隊以纖維素納米纖絲（CNF）作為基本骨架，Ti3C2Tx MXene作為光熱功能填料，通過預凍成型、溶劑交換、定向冷凍和凍干方法，開發了一種新型的具有Janus特性的生物質基復合氣凝膠，并將其用作獨立式太陽能界面蒸發器。此Janus結構CNF/MXene復合氣凝膠（簡稱為JCM氣凝膠）的上下兩部分具有相反的潤濕性，其下層為親水的CNF氣凝膠（簡稱為CA）可進行持續的水傳輸，上層為硅烷疏水改性的CNF/MXene氣凝膠（簡稱為CM氣凝膠）可進行光熱轉換并具有隔熱性。JCM氣凝膠獨特的Janus特性以及其內部的微通道結構使其能夠穩定地自漂浮于水面，并具有卓越的蒸發性能。在1個太陽光照下，JCM氣凝膠的水蒸發速率高達2.287 kg m-2 h-1，對應于88.2%的蒸發效率。此外，JCM氣凝膠在海水淡化應用中也體現了出色的耐鹽性和耐久性。該工作以“Janus biocomposite aerogels constituted of cellulose nanofibrils and MXenes for application as single-module solar-driven interfacial evaporators”為題發表在知名期刊Journal of Materials Chemistry A上。
展開 上海交通大學汪朝陽和朱申敏團隊《AFM》：基于纖維素納米晶與碳點的可注射水凝膠用于腫瘤光熱、光動力治療
光熱療法 (PTT) 和光動力療法 (PDT)是運用光敏藥物和激光活化治療新生血管和腫瘤類疾病的一種新方法。光熱治療法是將具有較高光熱轉換效率的材料注射入人體內部，利用靶向性識別技術聚集在腫瘤組織附近，并在外部光源的照射下將光能轉化為熱能來殺死癌細胞的一種治療方法。光動力治療用特定波長照射腫瘤部位，使選擇性聚集在腫瘤組織的光敏藥物活化，引發光化學反應或熱效應破壞腫瘤。作為非侵入性的治療方法，光熱和光動力治療相比于傳統腫瘤療法，其優勢在于能夠實現時空可控地對腫瘤區域精確照射，進行有效的治療，達到最大限度地減少副作用的效果。
然而，傳統光熱劑存在明顯的局限性：比如光熱轉換效率低、光穩定性差、光敏劑光穿透深度較淺。鑒于此，研發新型光敏劑材料，尤其是可將光熱劑、光敏劑和聚合物基體復合制備的新型可注射水凝膠，以同時進行PTT和PDT，為癌癥治療中提供新的更有效媒介。但將光熱劑，光敏劑引入水凝膠中，操作發展，對材料進行復雜的修飾是難以避免的。因此，探索單一有效成分的光新型療劑，一直是該領域研究熱點之一。
上海交通大學材料科學與工程學院朱申敏教授和醫學院附屬第九人民醫院眼科汪朝陽主任醫師團隊提出了一種簡單的方法，利用氨基修飾的碳點 (NCD) 和醛基改性纖維素納米晶體間的反應，制備用于同時光熱和光動力療法的可注射水凝膠（圖1）。NCD不僅作為光熱劑與光敏劑，同時作為交聯劑形成水凝膠。NCD表現出 77.6% 的光熱轉換效率，并且在660 nm光照下具有 0.37 的高單線態氧量子產率。體外細胞實驗和體內動物實驗證明水凝膠無毒和有效的腫瘤抑制作用。
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西工大鄭亞萍教授團隊《AFM》綜述：多孔液體-從基礎到合成、應用以及展望
在本文研究基礎上，目前該研究團隊正在開展基于金屬有機骨架材料（MOFs）、共價有機骨架材料（COFs）、金屬有機籠（MOP）等先進多孔材料的新型多孔液體的設計與制備，及其在氣體捕集與分離、聚合物基復合材料、均相催化、光熱轉換等領域的應用研究。
論文信息及鏈接：
D. C. Wang, Y. Y. Xin, D. D. Yao*, X. Q. Li, H. L. Ning, Y. D. Wang, X. Q. Ju, Z. J. He, Z. Y.Yang, W. D. Fan, P. P. Li, Y. P. Zheng*, Shining light on porous liquids: from fundamentals to syntheses, applications and future challenges, Advanced Functional Materials, 2021, 2104162.
https://doi.org/10.1002/adfm.202104162
科研團隊簡介：
近年來，西北工業大學鄭亞萍教授團隊（下文簡稱團隊）長期從事多孔液體、無溶劑納米流體的設計與開發，及其在氣體捕集與分離、聚合物基復合材料等領域的應用研究。團隊現有教授1人，副教授1人，研究生20余人和本科生10余人。團隊近幾年在多孔液體領域取得了一系列進展，成功構筑了基于中空碳球、中空SiO2、MIL-53、UiO-66、ZIF-8、ZIF-67、金屬有機籠等一系列多孔液體，并將其應用于碳捕集、聚合物基復合材料納米填料、膜分離、催化轉化、光熱轉換等領域。
展開 動態雙面神行為：在地球-太陽/太空系統的被動式冷-熱調控
本文首先闡述了這些溫差導致的能量交換波段差異（維恩位移定律和熱力學第二定律），其次介紹了光熱材料（一般性光熱材料、光譜選擇性光熱材料）和輻射冷卻材料（日間輻射冷卻材料、夜間輻射冷卻材料）的理想光譜、材料種類以及能量轉換機制。這些理論為研究人員探索光熱技術和輻射制冷技術聯合應用提供充足的理論支持。
圖3. 冷熱調控的能量流動軌跡以及對應材料的理想光譜
(3) 光熱轉換與輻射制冷應用場景對比：
太陽加熱和輻射冷卻技術在水資源獲取、發電、智能服裝、溫控建筑物、智能窗戶、防結冰及冰川保護和農業種植等領域展現出巨大潛力。本文全面地闡述了在不同應用條件下加熱、制冷以及動態冷熱調節的相關研究工作并且詳細分析其光譜調控方式。此外，根據應用的不同，其在保持太陽加熱（高太陽光吸收率）和輻射冷卻（高紅外發射率）調控基礎上實現專有屬性的調節。例如，衣服的不透光性和玻璃的透光性需要考慮材料在可見光區域的透光率調控。最后，不同應用的材料光譜調控基礎上，其穩定性、耐腐蝕性和機械性能也需要考慮在內。
圖4. 冷熱調控材料的機制以及不同季節大氣層透過率對比
圖5. 冷熱調控材料不同應用場景的規律總結
展開 鄭州大學王建峰/王萬杰ACS Nano：可被動輻射加熱的MXene/nanoPE織物用于個人精準熱管理
作者分別在晴天和陰天進行了室外光熱實驗，結果表明，MXene/nanoPE織物的光加熱最高溫度可達73.5℃，明顯高于其他織物，證明了MXene/nanoPE織物優異的光熱轉換能力。
圖5. MXene/nanoPE織物的電熱性能和多種模式結合加熱性能。
同時，MXene/nanoPE織物因其較高的電導率而展現出優異的電加熱性能。對MXene/nanoPE織物施加直流電壓，MXene/nanoPE織物表面溫度迅速增加，在5V時達到了55℃，并在梯度升降電壓實驗中展現了優異的電熱響應性和可調節性。室內外進行的多種模式結合的加熱實驗結果表明，三種加熱模式可進行自由切換，在室內輻射加熱和電熱模式結合的加熱實驗中，最高溫度達到了74.4℃，在室外三種模式結合加熱實驗中，最高溫度超過了90℃。在長時間測試中，調節電壓可以有效的對加熱能力進行補償以滿足不同場景加熱需求（如光照減弱等）。一維穩態傳熱模型分析結果表明，MXene/nanoPE織物的輻射加熱能力與織物內、外表面的紅外發射率有關，其中外表面發射率的影響更大。在引入光熱和焦耳熱后，凈輻射熱流值有明顯提升，加熱能力明顯提高，與實際實驗結果相一致。
圖6. MXene/nanoPE織物的可穿戴性能。
水汽透過率、防風、拉伸、水洗浸泡、速干、電磁干擾屏蔽、阻燃和抗菌等測試結果表明， MXene/nanoPE復合織物具有優異的可穿戴性。
該論文第一作者為鄭州大學材料學院2019級碩士生石夢科，通訊作者為鄭州大學材料學院王建峰副教授和王萬杰教授。
展開 .: 通過光熱治療和光聲成像的納米治療法治療癌癥
目前，癌癥治療中的新興療法包括免疫療法、基因療法、光動力療法 (PDT)和光熱療法 (PTT)等，其已經改善或有可能改善治療效果。 PTT利用光熱轉換劑 (PTAs)的光熱效應，光能轉換劑可以從光中獲取能量并將能量轉化為熱量以增加周圍環境的溫度并引發癌細胞的死亡。將光能以非熱輻射形式轉化為熱能 (光熱療法，PTT)或聲能 (光聲成像，PAI)分別用于治療和診斷癌癥。通過利用納米載體，已經徹底研究了成像和治療功能以及增強腫瘤處的累積，以提高PAI和PTT臨床前的效率。
【成果簡介】
近日，Chem. Soc. Rev. 在線刊登了北京大學的戴志飛教授和美國國立衛生研究院的陳小元教授（共同通訊作者）等人總結“Photothermal therapy and photoacoustic imaging via nanotheranostics in fighting cancer” 綜述。在文章中，首先總結了無機和有機納米光熱轉換劑 (PTAs)的發展和改善PTT效果的策略，即包括應用適當的激光劑量、成像技術指導治療、NIR-II區中開發吸收PTAs 、提高光熱轉換效率 (PCE)和增加腫瘤中PTAs的積累。其次，介紹了PTT與癌癥治療中其他療法相結合的優勢。第三，舉例PAI在癌癥相關研究中的新興應用。最后，討論了PTT和PAI對抗癌癥的觀點和挑戰，特別是關于它們的臨床轉化。相信具有值得注意的特征的PTT和PAI將成為下一代非侵入性的癌癥治療技術，并提高治療癌癥的效果。
【圖文導讀】
1、光熱轉換劑 (PTAs)的分類和特征
PTAs可以將吸收的光能轉化為熱能，從而提高周圍環境的溫度。
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