活性氧（ROS）作为一种具有超高活性的含氧物种参与了大多数生命过程，在调节生物体的各项生理功能中起着关键作用。在过去的几十年里，化学家和生物学家共同揭示各类ROS物种及其潜在的氧化还原化学性质，以推进基于ROS的纳米医学诊疗技术发展。

然而，由于ROS具有短行程、寿命短和高反应活性等特性，如何在理想的时空阈值内精确调节ROS浓度以优化治疗效果，成为了临床科学家们关注的关键科学问题。

近日，中国科学院上海硅酸盐研究所的林翰副研究员和施剑林院士报道了一种采用拓扑化学方法制备的氢原子封装的二维锗烯纳米片（H-germanene），其具有高效光动力治疗（PDT）性能，并表现出了良好的快速降解特性，显示了良好的临床转化前景。

二维单元素材料（Xenes）不仅具有独特的物理化学性质，而且由于其单元素组分在生物系统中具有较高的生物相容性和良好的降解性，在多种生物医学实践中显示出极大的潜力。首先，采用真空高温固相法制备了高纯度的CaGe₂前驱体粉末，随后将CaGe₂在-40℃的浓盐酸溶液中拓扑脱插一周得到氢原子封装的锗烯纳米片（H-germanene）。双球差矫正透射电子显微镜和原子力显微镜结果表明制备的CaGe₂前驱体具有规则的层状化合物原子排布，同时，H-germanene表现出典型的二维层状纳米结构。

DFT理论模拟计算表明H-germanene的结构稳定性，并验证了表面共价化学策略可调控零带隙导体成为直接带隙半导体（1.65 eV），这赋予二维氢锗烯纳米片以光动力学性能。随后，通过DPBF检测和电子顺磁共振（EPR）波谱分析证明H-germanene的超薄纳米结构不仅可提供丰富的表面原子作为活性位点，还可以降低了电子空穴复合率，即展现出高的光动力学治疗效果。

此外，对二维H-germanene纳米片的体外生物降解性评估结果表明其良好的生物降解性。因此，表面化学调控制备的H-germanene纳米片兼具优异的光动力效应和良好的生物安全性，可作为潜在的临床用光敏剂。