新型二维层状纳米材料的抗菌研究进展

近年来,抗生素耐药菌在全球范围内得到迅速而广泛地传播,新型抗菌药物的开发刻不容缓。随着生物纳米技术的发展,二维层状纳米材料有望成为处理耐药菌的替代选择。本文综述了石墨烯及其衍生物(GMs)、过渡金属硫化物(TMDs)、层状双氢氧化物(LDHs)及MXenes二维层状纳米材料的结构特征及其抗菌应用的最新报道,讨论了材料的抗菌机制,例如物理/机械损伤、脂质提取、氧化应激和光热/光动力效应等。最后,本文针对二维层状纳米材料的抗菌应用前景进行了展望:(1)材料特有的空间结构及优异的生物相容性决定了其可以作为抗菌药物的理想载体;(2)优异的光动力和光热杀菌效应使它具有治疗局部皮肤感染的强大潜力;(3)拥有光催化抗菌特性的2D材料可制成抗菌涂层,实现简易的原位消毒,有望应用于无菌医疗设备中。

二维纳米材料MoS_2/WS_2的类氧化酶活性比较及在抗菌中的应用

近年来,二维层状纳米材料在生物医学领域引起研究人员的广泛关注。然而,这些二维层状纳米材料所具备的生物学性质尚未被完全探明,其相应的生物学应用仍有很大的局限性。联合使用超声和溶剂热剥离的方法对二硫化钼(MoS_2)和二硫化钨(WS_2)粉末进行处理,成功制备小尺寸二维层状纳米材料MoS_2和WS_2。通过抗坏血酸催化氧化实验,首次制备得到的二维层状纳米材料MoS_2和WS_2均具有类氧化酶活性,并且纳米MoS_2的类氧化酶活性高于纳米WS_2。进一步实验表明两种层状纳米材料均能够氧化抗氧化生物分子-谷胱甘肽,对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和阳性菌(金黄色葡萄球菌)均表现出有效的抗菌活性。此外,发现MoS_2的抗菌活性高于WS_2,这与两者的类氧化酶活性一致。

类石墨烯硫族化合物纳米材料及其在能源领域中的应用

2004年以来,以石墨烯为代表的新型二维纳米材料引起了全球范围内的研究热潮,在光电子、生物、能源等领域展现出了巨大的应用潜力。过渡金属硫族化合物因平面内结合力较强、平面外结合力较弱以致可以将其剥离成单个细胞厚度的二维层状纳米材料,且该材料具备类石墨烯物理化学性质而被誉为"无机石墨烯"。关于二维过渡金属硫族化合物纳米材料的研究已有多年,众多研究表明,因其具有独特的结构和特性,在光电器件、催化及能源存储领域有着广阔的应用前景。基于该领域研究的最新进展,综述了二维过渡金属硫族化合物纳米材料在能源领域中的应用,并对目前相关研究领域的发展趋势进行了总结和展望。