邹帅-苏晓东课题组在Chemical Engineering Journal上发表研究论文

      长期以来,细菌引发的流行病、细菌感染、材料蚀损等问题,严重威胁人类的生命健康安全,造成难以估量的巨大经济损失。同时,由于抗生素滥用导致细菌产生耐药性,并进而具有更高毒性和更强传播性,已经成为主要的感染和致病威胁。物体表面作为细菌的重要繁殖场所和传播媒介,如何赋予其良好的抗菌性能进而大幅降低人类接触和感染细菌的风险,被认为是一项世界性的研究挑战。尤其是阴暗潮湿的物体背光面或器件内表面等复杂表面容易滋生细菌,且一般难以通过传统策略进行消毒,造成巨大的感染风险。

 针对这一问题,近日我院邹帅副研究员-苏晓东教授课题组首次提出了一种基于硅基微纳结构的光电协同作用高效抗菌策略,使得硅基底阴面在自然光、室内环境光或阴暗潮湿的环境下都能实现持续、高效的抗菌效果。具体地说,将硅基底阴面设计为具有高自发杀菌活性的改进型纳米线结构,对“阴面”的细菌造成巨大的力学破坏作用;阳面则设计为微米金字塔与PN相结合的复合结构(MPJ),受光阳面在光激发下产生电子-空穴对,通过PN结转换为可作用到“阴面”的电刺激信号,从而对“阴面”的细菌产生电损伤作用。这种“阴面”和“阳面”协同作用的设计显著增强了阴面的抗菌活性。研究结果表明,在“阳面”受自然光或室内光照情况下,“阴面”的临床常见细菌(如铜绿假单胞菌)和多重耐药细菌(如肺炎克雷伯菌、肠球菌)的存活率减少了几乎100%。这项研究为不易消杀的物体阴面提供了一种高效的抗菌策略,具有触发难度低、成本低、工作条件温和且易满足、广谱抗菌活性强等优势,能有效降低阴面表面细菌感染的风险。本项工作具有重要的理论研究和实际应用价值。

 上述工作以A solid strategy to realize efficient antibacterial activity on the shade surface of bulk silicon under natural or indoor lighting为题发表在期刊《Chemical Engineering Journal(IF = 15.1/Q1)上。皇冠官方指定入口博士生倪孟飞为论文的第一作者,皇冠官方指定入口苏晓东教授、邹帅副研究员、博士后芦政以及南京医科大学附属苏州市立医院烧创伤中心苏建东主任为论文的共同通讯作者。本工作得到苏州城市学院江晨语老师以及皇冠官方指定入口杨恺教授的指导。

 以上工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、江苏省高等学校自然科学基金、苏州市科技计划项目、苏州市烧伤临床医学中心项目、江苏省优秀博士后项目以及江苏省高校优势学科项目的支持。

    文章链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147734

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