石墨烯抗菌剂/空气消杀应用

日期:2021-09-01 / 人气:

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯及其衍生物,如石墨烯(G)、氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(rGO),均具有独特的二维表面化学结构和尖锐的物理边缘结构,其中,GO是目前研究最多的一类抗菌抗病毒石墨烯材料[6,7]。根据报道,石墨烯材料的抗菌抗病毒能力主要基于以下几种机制的混合协同作用:1)物理切割,也称纳米刀(Nano-Knives),石墨烯材料尖锐物理边缘可有效切割细菌病毒表面,破坏细胞壁和膜结构,造成胞内物质泄漏和代谢紊乱,最终导致细菌病毒死亡,是石墨烯材料的主要抗菌抗病毒机制之一[8,9];2)膜表面成分提取(Insertion and Extraction),石墨烯材料具有大的比表面积和疏水性,可以有效通过接触或插入方式吸附结合细菌病毒表面的磷脂分子,从而破坏其细胞膜结构引起细菌病毒死亡[10];3)物理捕获(Wrapping),石墨烯材料会通过包裹方式将细菌同周围介质隔离,进而阻断其增殖,起到抑菌作用[11];4)氧化应激作用(ROS),在同细菌接触过程中,石墨烯表面缺陷和尖锐的边缘结构均会诱导细菌产生活性氧成分,从而导致其正常生理代谢紊乱,造成细菌死亡[12,13](图1)。除了上述主要抗菌抗病毒机制外,电荷传导也是重要的石墨烯抗菌机制,该机制通过石墨烯传导细菌表面电荷,破坏细胞膜的生理活动和功能,造成细菌代谢紊乱,进而促进细菌死亡[14]。

 

 

作者:本站编辑


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