邱晓航 王竞依 潘雨辰 蒙嘉麟 任红霞

(南开大学化学学院 天津300071)

碳纳米管在材料、电子、能源、生物医药等领域具有很好的应用前景，但由于极差的溶解性，碳纳米管在生物方面的潜在应用很少被探讨。引入其他分子对碳纳米管进行化学修饰不失为一种有效的解决办法。本文探讨运用具有优越光电性质的大环化合物卟啉来解决碳纳米管的溶解性问题，并对近期相关研究进展进行简要介绍。

1 问题背景

1.1 碳纳米管及其性质和应用

碳纳米管(carbon nanotubes，简称CNTs)是由一定数目处于芳香离域系统中的碳原子组成的大分子［1］，具有高机械强度、强热导能力、优异的场发射性质［2］。自1991年Sumio Iijima首次发现CNTs以来［3］，单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes，简称SWCNTs)和多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes，简称MWCNTs)在纳米技术、纳米电子学和复合材料等领域，被认为是具有光明应用前景的材料;在药物化学中的应用，也使其成为极具吸引力的分子。

但CNTs在生物方面的潜在应用很少被探讨，主要是因为当把这些材料整合到生物系统上时，其在生理溶液中的溶解度明显不足［4］。这是由于CNTs的长结构特征、大分子尺寸或剧烈聚合的性质，以致未被修饰的CNTs难以溶解或分散于多数有机或无机溶剂中。以往用于帮助分散CNTs的常用试剂是表面活性剂，但它只能在一定程度上提高分散程度，并不能影响CNTs的溶解性。目前，一些能够有效分散SWCNTs的方法需要苛刻的声化学处理，并且这些方法无法赋予水分散的碳结构以热力学的稳定性，悬浮的SWCNTs溶液只是简单的亚稳态胶体悬浮液，只能短暂地独立分散开，随着时间的推移，又会重新聚集。……