基于压电响应的石墨相氮化碳材料的抗菌性能

作     者：马文峻 王笑泽 张婧坤 陈运法 Wenjun MA;Xiaoze WANG;Jingkun ZHANG;Yunfa CHEN

作者机构：中国科学院过程工程研究所介科学与工程国家重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 中国科学院大学材料科学与光电子工程研究中心北京100049 

基　　金：国家重点研发计划项目(编号:2022YFC3702800) 介科学国家重点实验室研究基金(编号:MESO-23-A06) 

出 版 物：《过程工程学报》 (The Chinese Journal of Process Engineering)

年 卷 期：2024年第24卷第11期

页      码：1364-1374页

摘      要：二维石墨相碳氮化物(g-C_(3)N_(4))因具有规则分布的非中心对称孔,可以产生压电响应而在抗菌领域得到了广泛关注。本研究设计制备了两种含氧官能团包括羟基和羧基化的二维g-C_(3)N_(4)材料。研究表明,含氧官能团改性后g-C_(3)N_(4)的结构保持较好。压电响应力显微镜(PFM)测试证实了这些复合材料具有不均匀的表面电位分布且羟基化和羧基化材料压电性能均有显著提高。活性氧物种测试结果显示羧基化材料表现出了较强的超氧阴离子(·O_(2)^(-))信号但是羟基化材料并未表现出自由基信号。这可能是由于羧基基团具有比羟基更强的吸电子能力,在压电场下促进了电子-空穴对的分离并增强了材料俘获电子的能力,俘获的电子再还原周围的吸附氧产生了大量·O_(2)^(-)。体外抗菌测试显示,·O_(2)^(-)诱导的氧化应激与物理切割相结合,对大肠杆菌的抗菌率达到了5log(99.999%),对金黄色葡萄球菌的抗菌率达到了4log(99.99%),超过了纯相g-C_(3)N_(4)和羟基化g-C_(3)N_(4)-H。这些发现突出了含氧官能团改性g-C_(3)N_(4)材料的抗菌潜力,可作为光限制环境中有希望的候选抗菌材料。

主 题 词：g-C_(3)N_(4) 抗菌材料 活性氧 大肠杆菌 金黄色葡萄球菌 压电特性 

学科分类：081702[081702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 

核心收录：

D　O　I：10.12034/j.issn.1009-606X.224098

馆 藏 号：203155705...