新型石墨烯纳米抗菌材料研究获进展

2010-8-19 15:01 来源: 中国科学院
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  近日,美国化学会ACS Nano杂志报道了中国科学院上海应用物理研究所物理生物学实验室在新型石墨烯纳米抗菌材料方面的研究工作(Graphene-Based Antibacterial Paper. Wenbing Hu, Cheng Peng, Weijie Luo, Min Lv, Xiaoming Li, Di Li, Qing Huang and Chunhai Fan,ACS Nano, 2010, 4 (7), pp 4317–4323)。该工作发表以后,被Nanowerk、Qmed、Sciencedaily等多家媒体报道及转载,其中美国科学促进协会主办的Eurekalert!网站报道中指出,这可能是石墨烯重要的环境和临床应用。

  研制和利用抗菌材料来抑制和杀灭有害细菌是提高人类健康水平的一个重要方面。传统的抗菌材料,如抗生素、季铵盐等不但会导致微生物的抗性,还会造成严重的环境污染。纳米技术的发展,为解决该问题提供了一条新的思路。

  石墨烯是由单层碳原子紧密排列而成的二维晶体,其优异的电子传递、较高的机械强度特性使石墨烯成为纳米电子器件、太阳能电池、生物传感器等方面应用的新贵。上海应用物理所物理生物学实验室博士研究生胡文兵等在樊春海和黄庆研究员的指导下,探索了氧化石墨烯的抗菌特性,发现氧化石墨烯纳米悬液在与大肠杆菌孵育2小时后,对其抑制率超过90%。进一步的实验结果表明,氧化石墨烯的抗菌性源于其对大肠杆菌细胞膜的破坏。更重要的是,氧化石墨烯不仅是一种新型的优良抗菌材料,而且对哺乳动物细胞产生的细胞毒性很小。此外,通过抽滤法能够将氧化石墨烯制备成纸片样的宏观石墨烯膜,也能有效地抑制大肠杆菌的生长。

  由于氧化石墨烯的制备简便、成本低廉,这种新型的碳纳米材料有望在环境和临床领域得到广泛的应用。