近日，中科院陳長(cháng)倫課題組研究了氧化石墨烯納米材料在自然水環(huán)境中的遷移行為，以及氧化石墨烯與微生物、抗生素之間的相互作用機理。
自從氧化石墨烯發(fā)現以來(lái)，其優(yōu)異的物理化學(xué)特性使其得到了廣泛的應用，然而其在合成使用以及排放過(guò)程中不可避免的造成了環(huán)境污染。陳長(cháng)倫課題組研究了氧化石墨烯納米材料在自然水（董鋪水庫、南淝河和巢湖）環(huán)境中的遷移行為。研究發(fā)現氧化石墨烯的沉降取決于水環(huán)境中的金屬陽(yáng)離子（鉀、鈣、鈉、鎂等）的價(jià)態(tài)和濃度，而自然水中的有機質(zhì)會(huì )穩定氧化石墨烯。
（A）氧化石墨烯在自然水中的沉降行為（B）董鋪水庫水（C）南淝河水（D）巢湖水
課題組進(jìn)一步研究了氧化石墨烯對細菌的毒性以及對抗生素殺菌能力的影響。該研究選取了三種常見(jiàn)抗生素（鹽酸林可霉素、氯霉素和硫酸慶大霉素）和兩種細菌（大腸桿菌和金黃葡萄球菌），發(fā)現氧化石墨烯對細菌的危害取決于氧化石墨烯的濃度和接觸時(shí)間，對抗生素殺菌能力的影響取決于氧化石墨烯與抗生素的相互作用力，并通過(guò)能量密度泛函理論計算研究了氧化石墨烯與三種抗生素之間的吸附能。
氧化石墨烯對抗生素殺菌能力影響示意圖
該研究發(fā)現氧化石墨烯會(huì )破壞細菌細胞膜的完整性，而氧化石墨烯對抗生素的抗菌能力的影響取決于多種因素。如非生物因素（氧化石墨烯的物理化學(xué)性質(zhì)、抗生素的物理化學(xué)性質(zhì)、氧化石墨烯和抗生素的相互作用）和生物因素（如細菌的物理化學(xué)性質(zhì)、細菌對抗生素的敏感性、氧化石墨烯與細菌之間的相互作用等）。
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