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中国科学院中国科学技术大学(USTC)赵刚教授带领的研究团队与中国科技大学第一附属医院刘惠兰教授合作，实现了活体的高性能冷冻保存使用二维 (2D) 碳化钛 (Ti 3 C 2 T x ) MXene 纳米片的协同冰抑制作用的细胞。
这一成果拓展了基于物理场的高效冷冻保存应用。相关结果发表在ACS Nano上。
冰的形成、生长和损伤是成功冷冻保存细胞、组织、器官和生物复合材料(如活细胞构建体和培养物)的主要挑战之一。深入了解冰晶的形成以及开发控制冰形成和生长的有效方法或材料对基础研究和实际应用具有深远的影响。
功能纳米材料已成为抑冰材料的研究热点。然而，大多数研究只关注纳米材料的分子冰抑制作用。协同冰抑制效应的研究，例如与光热或磁热效应相结合，仍然很少见。
有鉴于此，研究人员研究了二维 Ti 3 C 2 T x MXene 纳米片的协同抑冰作用，包括其对冰晶形态、生长和解冻的调节作用。
据研究人员介绍，在冷却过程中，Ti 3 C 2 T x可以抑制冰晶的锋利边缘形态，减少直接损伤。在解冻阶段，Ti 3 C 2 T x的高效光热转换特性有利于冰的快速融化，从而减少失透和冰的再结晶。
利用这些 2D MXene 纳米片的协同抑冰效应，实现了载有干细胞的水凝胶结构 的高性能冷冻保存。