活性氧(ROS)介导的光催化抗菌材料是一种能够治疗耐药细菌感染的非抗生素替代疗法。然而,光催化杀菌的整体效率仍会受到电荷载流子快速重组等问题的限制。有鉴于此,江苏大学杨娟教授、刘芹芹教授和济南大学于欣教授设计了一种平面内π共轭供体-受体(D-A)体系(g-C3N4-Zn-NC),其由作为供体的石墨氮化碳(g-C3N4)和作为受体、Zn单原子锚定的氮掺杂碳(Zn-NC)所组成。
本文要点:
(1)实验和理论计算结果表明,Zn-NC的引入会诱导g-C3N4−Zn-NC形成中间带,以扩大光谱吸收范围,并促进载流子的转移和分离。研究发现,双位点(g-C3N4“供体”的N=C-N位点和Zn-NC“受体”的Zn-N4位点)的协同效应可以促进ROS的产生。
(2)研究发现,具有良好生物相容性的g-C3N4−Zn-NC能够在可见光照射下有效杀死耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),并促进MRSA感染的小鼠皮肤伤口的愈合。
Shaosheng Rao. et al. Atomic Zn−N4 Site-Regulated Donor−Acceptor Catalyst for Boosting Photocatalytic Bactericidal Activity. Nano Letters. 2024
DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c03853
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c03853