氢气 (H2) 作为一种新兴的治疗气体，具有优异的生物安全性、高组织渗透性和自由基清除能力，是一种具有广泛应用前景的抗氧化剂。然而，目前仍缺乏用于炎症性疾病治疗的便捷、高效的制氢策略。
近日，中国科学院院士、中国科学院上海硅酸盐研究所研究员施剑林带领的团队发现硅-氢键修饰的硅纳米片展现出一种高效水解制氢的特性，无需任何外界能量输入，在生理条件下即可释放治疗性气体氢气，对急性炎症具有良好的治疗效果。该项工作首创性地提出了一种“只需加水”的便捷气体治疗策略，同时利用理论计算揭示了二维氢硅纳米片的本征产氢机制，为纳米材料介导的 H2 治疗提供了一种新颖而有效的方式。相关研究成果以“Water-enabled H2 generation from hydrogenated silicon nanosheets for efficient anti-inflammation”为题发表在Journal of the American Chemical Society (2022, DOI: 10.1021/jacs.2c04412)，并申请国家发明专利一项。论文第一作者为硕士研究生游燕玲，同济大学博士后祝雅璇为共同第一作者，通讯作者为施剑林研究员和林翰副研究员。
该研究中，研究人员提出了一种方便的“只需加水”的氢气生产方法。该方法基于超薄的二维氢硅烯纳米片，这种纳米片具有高的比表面积和高反应活性的Si-H键，突破了传统的硅-水反应动力学势垒。此外，该研究通过DFT计算揭示了二维纳米片增强 H2 释放的内在机制。氢硅烯表面大量的H原子可以作为活性反应位点，优化Si-H2O反应的热力学条件。体外实验和动物实验表明，氢硅烯作为注射剂、搽剂都表现出显著的抗炎效果，具有广泛的临床转换应用前景。
相关研究得到了国家自然科学基金重点基金/青年科学基金、中国科学院先导重点项目、中国科协青年人才托举工程、上海市启明星等项目支持。
论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.2c04412
二维氢硅烯纳米片水解制氢抗炎示意图
