
Recent Advances in Carbon Dots with Near-infrared Absorption/Emission
LIU Yupeng, YANG Junxiang, HAO Yiming, QU Songnan
Recent Advances in Carbon Dots with Near-infrared Absorption/Emission
Carbon dots(CDs) are an emerging class of zero-dimensional carbon nano-optical materials that are as promising candidates for various applications. Compared with visible light, near-infrared light has deeper tissue penetration and lower scattering, giving it obvious advantages in fields such as biological imaging. Through the exploration of scientific researchers, the optical band gap of CDs has been continuously regulated and red-shifted from the initial blue-violet light to longer wavelengths. In recent years, CDs with near-infrared absorption/emission have been gradually reported. Based on a series of works by our research group on the near-infrared carbon dots, this review summarizes and reviews the latest progress in preparation strategies and applications of near-infrared carbon dots, and prospectively outlines the future development directions.
Carbon dots / Near-infrared absorption/emission / Bioimaging / Photothermal therapy / Photodynamic therapy
1 |
Ðorđević L., Arcudi F., Cacioppo M., Prato M., Nat. Nanotechnol., 2022, 17(2), 112—130
|
2 |
Xu X., Ray R., Gu Y., Ploehn H. J., Gearheart L., Raker K., Scrivens W. A., J. Am. Chem. Soc., 2004, 126(40), 12736—12737
|
3 |
Sun Y. P., Zhou B., Lin Y., Wang W., Fernando K. A. S., Pathak P., Meziani M. J., Harruff B. A., Wang X., Wang H., Luo P. G., Yang H., Kose M. E., Chen B., Veca L. M., Xie S. Y., J. Am. Chem. Soc., 2006, 128(24), 7756—7757
|
4 |
Ai L., Shi R., Yang J., Zhang K., Zhang T., Lu S., Small, 2021, 17(48), 2007523
|
5 |
Xia C., Zhu S., Feng T., Yang M., Yang B., Adv. Sci., 2019, 6(23), 1901316
|
6 |
Tao S. Y., Xia C. L., Yang B., Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(10), 20230241
陶淞源, 夏春雷, 杨柏. 高等学校化学学报, 2023, 44(10), 20230241
|
7 |
Liu J., Li R., Yang B., ACS Cent. Sci., 2020, 6(12), 2179—2195
|
8 |
Li L., Wu G., Yang G., Peng J., Zhao J., Zhu J. J., Nanoscale, 2013, 5(10), 4015—4039
|
9 |
Zhao Q. L., Zhang Z. L., Huang B. H., Peng J., Zhang M., Pang D. W., Chem. Commun., 2008(41), 5116—5118
|
10 |
Pan D., Zhang J., Li Z., Wu M., Adv. Mater., 2010, 22(6), 734—738
|
11 |
Shen J., Zhu Y., Chen C., Yang X., Li C., Chem. Commun., 2011, 47(9), 2580—2582
|
12 |
Sun H. Z., Yang G. D., Yang B., Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(2), 349—365
孙海珠, 杨国夺, 杨柏. 高等学校化学学报, 2021, 42(2), 349—365
|
13 |
Qu S., Wang X., Lu Q., Liu X., Wang L., Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51(49), 12215—12218
|
14 |
Tian Z., Zhang X., Li D., Zhou D., Jing P., Shen D., Qu S., Zboril R., Rogach A. L., Adv. Opt. Mater., 2017, 5(19), 1700416
|
15 |
Jiang K., Sun S., Zhang L., Lu Y., Wu A., Cai C., Lin H., Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54(18), 5360—5363
|
16 |
Ding H., Yu S. B., Wei J. S., Xiong H. M., ACS Nano, 2016, 10(1), 484—491
|
17 |
Ding H., Wei J. S., Zhang P., Zhou Z. Y., Gao Q. Y., Xiong H. M., Small, 2018, 14(22), 1800612
|
18 |
Liu J., Geng Y., Li D., Yao H., Huo Z., Li Y., Zhang K., Zhu S., Wei H., Xu W., Jiang J., Yang B., Adv. Mater., 2020, 32(17), 1906641
|
19 |
Wareing T. C., Gentile P., Phan A. N., ACS Nano, 2021, 15(10), 15471—15501
|
20 |
Liu J., Kong T., Xiong H. M., Adv. Mater., 2022, 34(16), 2200152
|
21 |
Fang M., Wang B., Qu X., Li S., Huang J., Li J., Lu S., Zhou N., Chin. Chem. Lett., 2024, 35(1), 108423
|
22 |
Bourlinos A. B., Stassinopoulos A., Anglos D., Zboril R., Karakassides M., Giannelis E. P., Small, 2008, 4(4), 455—458
|
23 |
Zhu S., Meng Q., Wang L., Zhang J., Song Y., Jin H., Zhang K., Sun H., Wang H., Yang B., Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52(14), 3953—3957
|
24 |
Liu J., Li D., Zhang K., Yang M., Sun H., Yang B., Small, 2018, 14(15), 1703919
|
25 |
Fu F. M., Xu M. R., Liang Z. S., Huang S. R., Li H., Zhang H. R., Li W., Zheng M. T., Lei B. F., Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(2), 20220464
符芳媚, 徐梦如, 梁梓珊, 黄斯锐, 李晖, 张浩然, 李唯, 郑明涛, 雷炳富. 高等学校化学学报, 2023, 44(2), 20220464
|
26 |
Hong G., Antaris A. L., Dai H., Nature Biomedical Engineering, 2017, 1(1), 0010
|
27 |
He H., Wang Z., Cheng T., Liu X., Wang X., Wang J., Ren H., Sun Y., Song Y., Yang J., Xia Y., Wang S., Zhang X., Huang F., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8(42), 28529—28537
|
28 |
Lan M., Zhao S., Zhang Z., Yan L., Guo L., Niu G., Zhang J., Zhao J., Zhang H., Wang P., Zhu G., Lee C. S., Zhang W., Nano Res., 2017, 10(9), 3113—3123
|
29 |
Lu S., Sui L., Liu J., Zhu S., Chen A., Jin M., Yang B., Adv. Mater., 2017, 29(15), 1603443
|
30 |
Han T., Wang Y., Ma S., Li M., Zhu N., Tao S., Xu J., Sun B., Jia Y., Zhang Y., Zhu S., Yang B., Adv. Sci., 2022, 9(30), 2203474
|
31 |
Ding H., Zhou X., Qin B., Zhou Z., Zhao Y., J. Lumin., 2019, 211, 298—304
|
32 |
Li Y., Bai G., Zeng S., Hao J., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11(5), 4737—4744
|
33 |
Li D., Jing P., Sun L., An Y., Shan X., Lu X., Zhou D., Han D., Shen D., Zhai Y., Qu S., Zbořil R., Rogach A. L., Adv. Mater., 2018, 30(13), 1705913
|
34 |
Bao X., Yuan Y., Chen J., Zhang B., Li D., Zhou D., Jing P., Xu G., Wang Y., Holá K., Shen D., Wu C., Song L., Liu C., Zbořil R., Qu S., Light Sci. Appl., 2018, 7(1), 91
|
35 |
Li D., Liang C., Ushakova E. V., Sun M., Huang X., Zhang X., Jing P., Yoo S. J., Kim J. G., Liu E., Zhang W., Jing L., Xing G., Zheng W., Tang Z., Qu S., Rogach A. L., Small, 2019, 15(50), 1905050
|
36 |
Liu Y., Lei J. H., Wang G., Zhang Z., Wu J., Zhang B., Zhang H., Liu E., Wang L., Liu T. M., Xing G., Ouyang D., Deng C. X., Tang Z., Qu S., Adv. Sci., 2022, 9(23), 2202283
|
37 |
Zhang T., Cheng Q., Lei J. H., Wang B., Chang Y., Liu Y., Xing G., Deng C., Tang Z., Qu S., Adv. Mater., 2023, 35(35), 2302705
|
38 |
Sk M. A., Ananthanarayanan A., Huang L., Lim K. H., Chen P., J. Mater. Chem. C, 2014, 2(34), 6954—6960
|
39 |
Xu B., Li J., Zhang J., Ning H., Fang X., Shen J., Zhou H., Jiang T., Gao Z., Meng X., Wang Z., Adv. Sci., 2023, 10(4), 2205788
|
40 |
Ru Y., Sui L., Song H., Liu X., Tang Z., Zang S. Q., Yang B., Lu S., Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60(25), 14091—14099
|
41 |
Li D., Ushakova E. V., Rogach A. L., Qu S., Small, 2021, 17(43), 2102325
|
42 |
Yan F., Zhang H., Yu N., Sun Z., Chen L., Sensors and Actuators B: Chemical, 2021, 329, 129263
|
43 |
Wang Z., Yuan F., Li X., Li Y., Zhong H., Fan L., Yang S., Adv. Mater., 2017, 29(37), 1702910
|
44 |
Wang B., Wei Z., Sui L., Yu J., Zhang B., Wang X., Feng S., Song H., Yong X., Tian Y., Yang B., Lu S., Light Sci. Appl., 2022, 11(1), 172
|
45 |
Ji C., Han Q., Zhou Y., Wu J., Shi W., Gao L., Leblanc R. M., Peng Z., Carbon, 2022, 192, 198—208
|
46 |
Jiang L., Ding H., Xu M., Hu X., Li S., Zhang M., Zhang Q., Wang Q., Lu S., Tian Y., Bi H., Small, 2020, 16(19), 2000680
|
47 |
Wang B., Yu J., Sui L., Zhu S., Tang Z., Yang B., Lu S., Adv. Sci., 2021, 8(1), 2001453
|
48 |
Sarkar S., Das K., Ghosh M., Das P. K., RSC Advances, 2015, 5(81), 65913—65921
|
49 |
Tian B., Liu S., Feng L., Liu S., Gai S., Dai Y., Xie L., Liu B., Yang P., Zhao Y., Adv. Funct. Mater., 2021, 31(26), 2100549
|
50 |
Ci Q., Wang Y., Wu B., Coy E., Li J. j., Jiang D., Zhang P., Wang G., Adv. Sci., 2023, 10(7), 2206271
|
51 |
Jia Q., Ge J., Liu W., Zheng X., Chen S., Wen Y., Zhang H., Wang P., Adv. Mater., 2018, 30(13), 1706090
|
52 |
Wang H., Mu Q., Wang K., Revia R. A., Yen C., Gu X., Tian B., Liu J., Zhang M., Applied Materials Today, 2019, 14, 108—117
|
53 |
Li X., Fu Y., Zhao S., Xiao J., Lan M., Wang B., Zhang K., Song X., Zeng L., Chem. Eng. J., 2022, 430, 133101
|
54 |
Guo X. L., Ding Z. Y., Deng S. M., Wen C. C., Shen X. C., Jiang B. P., Liang H., Carbon, 2018, 134, 519—530
|
55 |
Zhang M., Zhai X., Sun M., Ma T., Huang Y., Huang B., Du Y., Yan C., Chem. Soc. Rev., 2020, 49(24), 9220—9248
|
56 |
Zhu Q., Zhang L., Van Vliet K., Miserez A., Holten⁃Andersen N., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10(12), 10409—10418
|
57 |
Wu F., Su H., Zhu X., Wang K., Zhang Z., Wong W. K., J. Mater. Chem. B, 2016, 4(38), 6366—6372
|
58 |
Liu J., Ge X., Sun L., Wei R., Liu J., Shi L., RSC Advances, 2016, 6(53), 47427—47433
|
59 |
Ding H., Li X. H., Chen X. B., Wei J. S., Li X. B., Xiong H. M., J. Appl. Phys., 2020, 127(23), 231101
|
60 |
Qu S., Zhou D., Li D., Ji W., Jing P., Han D., Liu L., Zeng H., Shen D., Adv. Mater., 2016, 28(18), 3516—3521
|
61 |
Zheng M., Li Y., Liu S., Wang W., Xie Z., Jing X., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8(36), 23533—23541
|
62 |
Liu W., Gu H., Liu W., Lv C., Du J., Fan J., Peng X., Chem. Eng. J., 2022, 450, 137384
|
63 |
Geng B., Hu J., Li Y., Feng S., Pan D., Feng L., Shen L., Nat. Commun., 2022, 13(1), 5735
|
64 |
Jiang Y., Tan Z., Zhao T., Wu J., Li Y., Jia Y., Peng Z., Nanoscale, 2023, 15(4), 1925—1936
|
65 |
Jana D., Wang D., Rajendran P., Bindra A. K., Guo Y., Liu J., Pramanik M., Zhao Y., JACS Au, 2021, 1(12), 2328—2338
|
66 |
Stepanidenko E. A., Skurlov I. D., Khavlyuk P. D., Onishchuk D. A., Koroleva A. V., Zhizhin E. V., Arefina I. A., Kurdyukov D. A., Eurov D. A., Golubev V. G., Baranov A. V., Fedorov A. V., Ushakova E. V., Rogach A. L., Nanomaterials, 2022, 12(3), 543
|
67 |
Huang D., Zhou H., Wu Y., Wang T., Sun L., Gao P., Sun Y., Huang H., Zhou G., Hu J., Carbon, 2019, 142, 673—684
|
68 |
Wang Y., Li X., Zhao S., Wang B., Song X., Xiao J., Lan M., Coord. Chem. Rev., 2022, 470, 214703
|
69 |
Jia Q., Ge J., Liu W., Guo L., Zheng X., Chen S., Chen M., Liu S., Zhang L., Wang M., Zhang H., Wang P., Adv. Healthc. Mater., 2017, 6(12), 1601419
|
70 |
Ge J., Lan M., Zhou B., Liu W., Guo L., Wang H., Jia Q., Niu G., Huang X., Zhou H., Meng X., Wang P., Lee C. S., Zhang W., Han X., Nat. Commun., 2014, 5(1), 4596
|
71 |
Li D., Han D., Qu S. N., Liu L., Jing P. T., Zhou D., Ji W. Y., Wang X. Y., Zhang T. F., Shen D. Z., Light Sci. Appl., 2016, 5(7), e16120
|
72 |
Li D., Qu Y., Zhang X., Zheng W., Rogach A. L., Qu S., Chem. Eng. J., 2023, 454, 140069
|
73 |
Liang T., Liu E., Li M., Ushakova E. V., Kershaw S. V., Rogach A. L., Tang Z., Qu S., ACS Nano, 2021, 15(1), 1579—1586
|
74 |
Bu X., Wang H., Zhang F., Li Q., Zhu J., Ding J., Sun J., Liu Y., Jiang T., ACS Appl. Nano Mater., 2022, 5(8), 11447—11457
|
75 |
Sar D., Ostadhossein F., Moitra P., Alafeef M., Pan D., Adv. Sci., 2022, 9(22), 2202414
|
76 |
Li S., Su W., Wu H., Yuan T., Yuan C., Liu J., Deng G., Gao X., Chen Z., Bao Y., Yuan F., Zhou S., Tan H., Li Y., Li X., Fan L., Zhu J., Chen A. T., Liu F., Zhou Y., Li M., Zhai X., Zhou J., Nature Biomedical Engineering, 2020, 4(7), 704—716
|
77 |
Cheng H. B., Li Y., Tang B. Z., Yoon J., Chem. Soc. Rev., 2020, 49(1), 21—31
|
78 |
Zhao W. B., Chen D. D., Liu K. K., Wang Y., Zhou R., Song S. Y., Li F. K., Sui L. Z., Lou Q., Hou L., Shan C. X., Chem. Eng. J., 2023, 452, 139231
|
79 |
Geng B., Yang D., Pan D., Wang L., Zheng F., Shen W., Zhang C., Li X., Carbon, 2018, 134, 153—162
|
80 |
Geng B., Shen W., Fang F., Qin H., Li P., Wang X., Li X., Pan D., Shen L., Carbon, 2020, 162, 220—233
|
81 |
Zhang Y., Jia Q., Nan F., Wang J., Liang K., Li J., Xue X., Ren H., Liu W., Ge J., Wang P., Biomaterials, 2023, 293, 121953
|
82 |
Zhang H., Cheng Q., Lei J. H., Hao T., Deng C. X., Tang Z., Qu S., J. Colloid Interface Sci., 2023, 644, 107—115
|
83 |
Wang K., Qu L., Yang C., Small, 2023, 19(31), 2206429
|
84 |
Li Q., Cheng D., Gu H., Yang D., Li Y., Meng S., Zhao Y., Tang Z., Zhang Y., Tan J., Qu S., Chem. Eng. J., 2023, 462, 142339
|
/
〈 |
|
〉 |