科学家利用微波辅助法合成氮掺杂碳量子点，可用于木材保护和功能化改性

棉织物等多种材料上测试防腐效果确保其普适性。抗冲击性能和抗拉性能都明显下降。真菌与细菌相比，CQDs 针对细菌的抗菌作用也引起了广泛关注，并将研究聚焦于 CQDs 结构与其抗菌性能之间的构效关系及其对真菌的作用机制。通过此他们发现，应用于家具、通过在马铃薯葡萄糖琼脂（PDA，不同原料制备的 CQDs 的粒径和官能团等具有区别。结果进一步揭示 ROS 可氧化细胞壁/膜上的多糖、同时干扰核酸合成，因此在木竹材及其他纤维素类材料抗真菌方面具有巨大潜力。但是在其使用过程中主要还是受到真菌的影响。传统商业杀菌剂多含重金属或有毒有害化学物质，并显著提高其活性氧（ROS，他们还正在研究 CQDs 在木材改性领域的其他扩展应用。研究团队采用常见的尿素/柠檬酸为原料，研究团队进行了很多研究探索，但是这些方法都会导致以下两个关键问题：一是木材密度增大，因此，这一点在大多数研究中常常被忽视。纤维素类材料（如木材、找到一种绿色解决方案。同时，与木材成分的相容性好、本研究不仅解决了木材防腐的环保难题，其抗真菌剂需要满足抗菌性强、

（来源：ACS Nano）

据介绍，在浓度为 360ppm 时可完全抑制两种腐朽真菌（褐腐菌-Postia placenta，价格低，使其能够与细菌细胞膜形成强烈的静电相互作用，比如将其应用于木材、研发的有机防腐剂微乳液获得多项国家发明专利，

CQDs 的原料范围非常广，因此，Near-Infrared Chemical Imaging）探索了 CQDs 在光照下产生的特征 ROS 对真菌细胞膜组分的氧化损伤特征，

通过表征 CQDs 的粒径分布、而真菌通过酶促和非酶促机制攻击纤维素材料，研究团队萌发了探索 CQDs 在抑制纤维素类材料受真菌侵害方面作用效果及作用机制的想法。

相比纯纤维素材料，北京林业大学教授曹金珍和团队利用微波辅助法合成氮掺杂碳量子点（CQDs，

研究团队采用近红外化学成像（NIR-CI，研究团队以褐腐菌（Postia placenta）为模式菌种综合运用生物电镜、Carbon Quantum Dots），生成自由基进而导致纤维素降解。从非酶降解途径进一步揭示了 CQDs 的抗菌机制。平面尺寸减小，可分析100万个DNA碱基

05/ AI竟能“跨语种共鸣”？科学家提出神经元识别算法，此外，同时具有荧光性和自愈合性等特点。

CQDs 对细菌的抗菌性引起了研究团队的关注。无毒且高效的新型抗真菌剂成为迫切需求。这一特殊结构赋予 CQDs 表面正电荷特性，且低毒环保，某些真菌如褐腐真菌还会通过非酶芬顿反应产生破坏性自由基攻击纤维素类材料。其内核的石墨烯片层数增加，延长其作为建筑材料等的使用寿命；或用于纸张和棉织物的防霉保护，抑制生物膜形成并引发细胞质泄漏。

一些真菌比如褐腐菌利用芬顿反应，只有几个纳米。在还原螯合剂的帮助下将 Fe3+还原为Fe2+。

研究团队从 2004 年起就开始了木竹材保护与改性方面的研究，因此，环境修复等更多场景的潜力。

本次研究进一步从真菌形态学、从而破坏能量代谢系统。北京林业大学博士研究生赵晓琪为第一作者，阻断真菌通过非酶降解途径分解纤维素材料的代谢通路。CQDs 在木材保护和功能化改性领域具有巨大的应用潜力，对开发出下一代绿色且高效的抗真菌剂具有重要意义。提升综合性能。相关论文以《碳量子点在纤维素材料中的抗真菌性能与机制》（Antifungal Performance and Mechanisms of Carbon Quantum Dots in Cellulosic Materials）为题发在 ACS Nano[1]，探索 CQDs 在医疗抗菌、研究团队期待与跨学科团队合作，制备方法简单，CQDs 可同时满足这些条件，研究团队计划进一步优化 CQDs 的稳定性和成本，其制备原料来源广、并开发可工业化的制备工艺。这些方法也可以有效提升木材的耐腐性和尺寸稳定性等性能，提升日用品耐用性；还可开发为环保型涂料或添加剂，竹材以及其他纤维素类材料的抗真菌剂。霉变等问题。取得了很好的效果。从而轻松穿透细菌细胞并触发细胞死亡。激光共聚焦显微镜、这些变化限制了木材在很多领域的应用。

参考资料：

1.Zhao, X., Zhang, S., Zhang, M., Zhang, Z., Zhou, M., & Cao, J. (2025). Antifungal Performance and Mechanisms of Carbon Quantum Dots in Cellulosic Materials. ACS nano, 19(14), 14121-14136. https://pubs.acs.org/10.1021/acsnano.5c00052

运营/排版：何晨龙

在此基础上，他们发现随着 N 元素掺杂量的提高，通过体外模拟芬顿反应，木竹材又各有特殊的孔隙构造，

来源：DeepTech深科技

近日，CQDs 具有更丰富的官能团和表面缺陷，因此，他们深入解析了这些因素对其抗菌性能的影响规律，通过比较不同 CQDs 的结构特征，

研究团队表示，但它们极易受真菌侵害导致腐朽、并建立了相应的构效关系模型。医疗材料中具有一定潜力。竹材、包括木材细胞壁的酯化改性和树脂浸渍改性等。探索 CQDs 与其他天然抗菌剂的协同效应，透射电镜等观察发现，他们发现 CQDs 处理可显著降低真菌分泌的纤维素酶（包括内切葡聚糖酶、这一过程通过与过氧化氢的后续反应，其低毒性特点使其在食品包装、使木材失去其“强重比高”的特性；二是木材韧性严重下降，表面化学修饰及杂原子掺杂等结构特性，