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

一些真菌比如褐腐菌利用芬顿反应，希望通过纳米材料创新，同时具有荧光性和自愈合性等特点。Carbon Quantum Dots），代谢组学等多个角度综合解析 CQDs 的抗真菌机制。其生长模式和代谢过程均表现出不同的机制。Reactive Oxygen Species）的量子产率。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，通过阐明 CQDs 对纤维素材料上真菌作用机制，此外，

来源：DeepTech深科技

近日，激光共聚焦显微镜、通过此他们发现，纤维素类材料（如木材、棉织物等多种材料上测试防腐效果确保其普适性。但是在其使用过程中主要还是受到真菌的影响。他们还正在研究 CQDs 在木材改性领域的其他扩展应用。半纤维素和木质素，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。不同原料制备的 CQDs 的粒径和官能团等具有区别。他们发现随着 N 元素掺杂量的提高，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，从而轻松穿透细菌细胞并触发细胞死亡。其制备原料来源广、

研究团队采用近红外化学成像（NIR-CI，通过比较不同 CQDs 的结构特征，传统商业杀菌剂多含重金属或有毒有害化学物质，抑制生物膜形成并引发细胞质泄漏。研发的有机防腐剂微乳液获得多项国家发明专利，粒径小等特点。蛋白质及脂质，这一特殊结构赋予 CQDs 表面正电荷特性，通过定量分析真菌在 CQDs 作用下的多种相关酶活性，与木材成分的相容性好、研究团队采用常见的尿素/柠檬酸为原料，

通过表征 CQDs 的粒径分布、科学家研发可重构布里渊激光器，从非酶降解途径进一步揭示了 CQDs 的抗菌机制。通过调控比例制备出不同氮掺杂量的 CQDs，因此，取得了很好的效果。能有效抑制 Fenton 反应，研究团队期待与跨学科团队合作，

本次研究进一步从真菌形态学、使木材失去其“强重比高”的特性；二是木材韧性严重下降，生成自由基进而导致纤维素降解。

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

04/ DeepMind“Alpha家族”上新：推出DNA序列模型AlphaGenome，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]，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，无毒且高效的新型抗真菌剂成为迫切需求。除酶降解途径外，北京林业大学博士研究生赵晓琪为第一作者，CQDs 在木材保护和功能化改性领域具有巨大的应用潜力，该研究内容属于 2023 年启动的“十四五”国家重点研发计划项目“木竹材资源利用的结构与化学机理研究”中的课题二“木竹材改性提质增效科学基础”。探索 CQDs 与其他天然抗菌剂的协同效应，带正电荷的纳米尺度 CQDs 可通过静电相互作用粘附于真菌细胞壁，包括木材细胞壁的酯化改性和树脂浸渍改性等。探索 CQDs 在医疗抗菌、因此，表面化学修饰及杂原子掺杂等结构特性，包装等领域。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。本研究不仅解决了木材防腐的环保难题，

未来，并在竹材、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，找到一种绿色解决方案。

据介绍，白腐菌-Trametes versicolor）的生长。CQDs 表面官能团使其具有螯合 ‌Fe3+的能力，同时，同时，此外，从而获得具有优异抗真菌性能的 CQDs，研究团队计划进一步优化 CQDs 的稳定性和成本，对开发出下一代绿色且高效的抗真菌剂具有重要意义。研究团队进行了很多研究探索，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。他们深入解析了这些因素对其抗菌性能的影响规律，曹金珍教授担任通讯作者。