《CuNP/T-ZnO雜化結構的可控制備及其協同抗菌機理研究》是依託西南交通大學，由徐曉玲擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：CuNP/T-ZnO雜化結構的可控制備及其協同抗菌機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐曉玲
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
結構雜化是探索納米材料新功能和揭示納米結構新機理的有效途徑。本項目圍繞銅納米粒子/四針狀氧化鋅晶須雜化結構（CuNP/T-ZnO）的可控制備及其協同抗菌機理開展研究。通過對T-ZnO進行表面修飾，實現有機銅前驅體在T-ZnO表面的可控吸附；系統研究有機銅前驅體在T-ZnO表面原位分解機理及其影響因素，探索在T-ZnO表面原位沉積CuNP的分散性和均勻性控制，建立CuNP形貌、粒徑和雜化方式等調控方法。通過對CuNP/T-ZnO雜化結構進行系統的表征研究，闡釋CuNP/T-ZnO雜化結構的形成機理與穩定性機制。通過實驗與模擬計算相結合，研究沉積在T-ZnO表面的CuNP粒徑、沉積量、分散性、雜化形式等對雜化材料抗菌活性的影響規律，結合分別針對CuNP、T-ZnO和CuNP/T-ZnO產生活性物種的定量檢測和分析，以及抗菌動力學過程等研究，揭示CuNP/T-ZnO雜化結構的協同抗菌機理。
結題摘要
結構雜化是構建高性能納米材料的有效手段之一，將兩種具有不同抗菌機理的材料進行雜化有望帶來協同抗菌效果，形成新型高活性抗菌材料。本項目採用有機前驅體分解法製備銅納米粒子/四針狀氧化鋅晶須雜化結構（CuNP/T-ZnO），對CuNP/T-ZnO的可控制備及其協同抗菌機理開展了研究。通過有機前驅體形成過程中和分解過程的實驗條件的最佳化實現了CuNP/T-ZnO的可控制備。通過對雜化結構的系統表征，闡明了CuNP/T-ZnO的雜化形式。通過對比研究CuNP、T-ZnO 和CuNP/T-ZnO的抗菌活性、抗菌動力學和產生活性物種情況，揭示了CuNP/T-ZnO 雜化結構的協同抗菌機理。 研究發現前驅體形成過程中先引入銅離子再加入酒石酸根的方式是容易獲得大的納米顆粒負載量的關鍵因素。前驅體熱分解過程的分解時間適當延長、分解溫度適當降低有利於在T-ZnO表面獲得粒徑細小的納米顆粒。結合反應機理，通過對反應條件的調控，本項目已實現顆粒分散均勻、粒徑為15~50 nm的雜化材料的可控制備。 CuNP/T-ZnO雜化結構上銅納米顆粒主要以部分球體的狀態結合在T-ZnO基體上，銅納米顆粒與T-ZnO基體之間有較大接觸面，且兩者之間有晶格匹配；部分Cu離子進入氧化鋅晶格取代了鋅離子；Cu元素和Zn元素的電子結合能在雜化後發生了變化，具有明顯的電子雜化作用。 CuNP/T-ZnO雜化材料的抗菌活性與相似粒徑納米銅和單獨T-ZnO的抗菌活性相比明顯提高，顯示出協同抗菌作用。雜化結構中納米銅顆粒越細小其抗菌活性越高。結合CuNP/T-ZnO 雜化結構產生活性物種的情況揭示了其協同抗菌機理，其來源於雜化結構所產生的更大量的活性氧和溶出的更大量的銅離子的共同作用。 本項目的研究為製備高活性抗菌材料以及通過雜化方法提高功能材料的性能提供了技術支撐和理論依據。通過項目資助，發表SCI論文7篇，申請發明專利3項（2項獲授權），培養博士研究生1名、碩士研究生3名，參加國際會議4次，邀請國際著名學者開展學術交流3次。
