💡这项突破是什么?
近日，广东省科学院生物与医学工程研究所生态环境材料团队开发了一种基于甲壳素纳米晶须（CNW）负载银/铜的纳米杂化材料，并以此制备出抗菌与力学性能协同增强的PVA复合薄膜。该方法有效解决了金属纳米粒子易团聚、分散性差等关键技术难题，实现了复合材料抗菌效果与耐热性的协同提升。相关成果发表在生物学领域TOP期刊《International Journal of Biological Macromolecules》。
微生物污染在食品包装、医疗卫生及日常防护等领域引发的安全问题日益突出，开发高效、广谱且生物相容性良好的抗菌材料成为迫切需求。聚乙烯醇（PVA）具有良好的成膜性和力学性能，但自身缺乏抗菌活性。现有研究显示，甲壳素纳米须载体在构建PVA基抗菌材料中具有潜力，但如何通过绿色可控的还原策略同步提升抗菌效率、力学性能及热稳定性，仍缺乏系统性研究，面临诸多技术难点与挑战。
针对上述难题，我所生态环境材料团队以甲壳素纳米晶须（CNW）为载体，采用绿色环保的L-抗坏血酸原位还原硝酸银和五水硫酸铜，成功构建了两种兼具良好生物相容性与抗菌能力的纳米杂化材料CNW@Ag和CNW@Cu。该方法的优势在于，CNW表面丰富的活性基团能够实现金属纳米粒子的均匀负载与稳定分散，有效提升其与聚乙烯醇（PVA）基体的界面相容性。在此基础上，团队采用直接浇铸结合循环冻融法，制备出抗菌与力学性能协同增强的PVA复合材料。研究表明，随着纳米杂化材料含量的增加，复合材料的抗菌性能和耐热性均逐步提升；其中，CNW@Ag的整体增强效果优于CNW@Cu。以 CNW@Ag为例，当其含量达到30 phr时，PVA/CNW@Ag复合膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别高达92.6%和97.5%，最大热分解温度达到297.9 ℃，相比未添加时提高了11.6%。
纳米抗菌剂CNW@Ag和CNW@Cu的制备流程图
该研究不仅为保鲜包装、医疗领域的高性能抗菌复合薄膜开发提供了技术支撑，也为天然纳米材料负载金属粒子的抗菌增强体系设计提供了新思路。我所李群洋博士为第一作者，李发勇高级工程师为通讯作者。该研究获得广东省科学院发展专项资金项目资助。
论文信息：
Qunyang Li, Liu Zhong, Hailu Liu, Ke Wang, Chen Li , Fayong Li, In-situ reduction technology to construct chitin@Ag and chitin@Cu nanohybrids as antibacterial and reinforcing agents for reinforced poly(vinyl alcohol) with excellent antibacterial ability. International Journal of Biological Macromolecules, 2026, 335: 149198.
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.149198
