科学家说氧基团是释放石墨烯抗菌潜力的关键

石墨烯材料中的表面氧量是它们杀死细菌效果的关键因素 - 这一发现可能有助于设计更安全，更有效的产品来对抗抗菌素耐药性。

具有高表面氧含量(SOC)的氧化石墨烯非常灵活，可以包裹细菌(平行接触模式)，但是当它具有较低的SOC时，材料具有较高的刚性，并且倾向于边缘接触细菌(以垂直模式)。

这两种模式都不一定会杀死细菌，但杀菌活性取决于材料如何与周围的生物分子相互作用。这一发现将帮助科学家了解导致其抗菌活性的不同可能的物理机制。

来自英国，塞浦路斯，奥地利，芬兰，荷兰和中国的国际科学家小组在ACS nano上发表了他们的研究结果，揭示了氧化石墨烯的不同相互作用模式导致了不同的抗菌活性 - 当表面氧气水平达到一定阈值时会发生“切换”。

SOC的微小变化会导致平行接触和垂直接触之间相互作用模式的转变。“长期以来，SOC对交互模式的影响一直被低估，”伯明翰大学的Zhiling Guo博士评论道。

来自伯明翰大学的Peng Zhang博士评论说：“我们的研究强调，表面氧水平可以帮助评估石墨烯材料的抗菌效果 - 通过阐明SOC的作用来帮助设计更安全的材料。

作为抗菌剂，石墨烯材料可能比传统抗生素具有优势，因为它们的物理作用机制确保了微生物耐药性发展的机会较小。

到目前为止，关于石墨烯材料的抗菌机制是否源于平行相互作用或垂直相互作用，还是来自这些相互作用的组合的基本问题仍然知之甚少 - 阻碍了抗菌石墨烯材料开发和理解其环境安全性的进展。

伯明翰大学的Iseult Lynch教授说：“这一发现是一个潜在的'游戏规则改变者'，我们应该使用这种表面氧'开关'作为决定性属性，在人类健康和环境安全的背景下定义和分类石墨烯材料。

英国领导的国际研究小组创建了一系列具有不同SOC的石墨烯材料，并比较了它们的抗菌性能 - 评估总细胞生长，生物膜形成和氧化应激，以及与细菌的物理相互作用，包括通过分子模拟。

不同的相互作用模式导致不同的抗菌活性，相互作用模式与石墨烯材料的刚性高度相关，这取决于表面氧的量。

石墨烯材料的抗菌活性早在2010年就有报道。该材料已被用于制造孕妇服装的抗菌织物，可以防止织物表面的微生物生长。石墨烯涂层无纺布已被用于生产抗菌口罩，而石墨烯基膜因其超快的水传输和防污活性而被广泛研究用于水处理。

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