DOI: 10.1002/smll.202100139
新型冠狀病毒SARS-CoV-2在全球范圍內爆發，對公共安全和全球經濟構成了巨大威脅。目前大多數用于攔截病原微生物的個人防護設備（PPE）缺乏足夠的抑菌性能。在本文中，研究者介紹了一種兼具有效抗菌和抗病毒活性的綠色納米纖維，可通過連續產生活性氧（ROS）來提供可持續的生物保護。該設計的優勢在于納米纖維可以吸收和存儲可見光能，并在明亮或黑暗的環境下保持活性。此外，在沒有外部氫供體的情況下，納米纖維可以不間斷地釋放ROS，在所有天氣條件下都可用作抗微生物劑。此外，本研究還提出了一種簡便的噴涂方法，可以快速地將功能性納米纖維部署到現有的防護服和口罩等PPE上。經修飾的PPE具有穩定的ROS生成、極好的儲存活性潛力、長期耐用性以及較高的殺滅細菌（>99.9％）和病毒的能力（>99.999％）。
圖1.a）BPTCD和RF的分子式。b）BBR-NFs的制造及其與非織造纖維結合的示意圖（底部的方框顯示了細菌纖維素和BBR的分子結構式）。c）負載有BBR-NFs的非織造纖維的微觀結構。d，e）BBR-NFs的微觀結構。f）BBR-NFs上N和O的EDX光譜圖以及C1s、N1s和O1s的相應XPS光譜。g）BBR-NFs釋放ROS作為殺菌劑的示意圖。h）光驅動ROS生成循環的擬議機制。
圖2.a-c）模擬的UV-Vis吸收光譜和BPTCD的主要貢獻：a）BPTCD，（b）RF和c）BPTCD-RF的吸收光譜。d）BPTCD、RF和BPTCD-RF的漫反射UV-Vis光譜。e）在可見光激發下BPTCD-RF中電子能量轉移過程的示意圖，其中紅色和藍色分別代表BPTCD和RF的激發和失活。f）BPTCD-RF的分子前沿軌道，其中R是從BPTCD中的O原子到RF中的N原子的距離。g）BPTCD-RF空穴和電子分布的實空間表示以及相應的TDM圖。h）BBR-NFs中氫提取循環的示意圖。i）BPTCD-RF三重激發態的ESP圖。δ值是羰基中氧原子上的靜電勢。j）可見光下BBR-NFs的EPR信號。k）BBR-NFs生成?OH隨時間推移的累積定量。
圖3.a）BBR-NFs在可見光下充電并在黑暗中釋放ROS的示意圖（底部方框顯示BBR和L-BBR的分子結構式）。b）隨著可見光照射時間的增加，BBR-NFs的UV-Vis光譜變化。c）BBR和L-BBR的模擬UV-Vis吸收光譜。d）BBR-NFs在五個循環中反復充電和淬火時的可充電性。e）BBR-NFs的LAT結構隨儲存時間的變化。
圖4.a，b）通過蒸汽注入進行BBR-NFs的負載過程。c）噴涂BBR-NFs前后防護服的靜水壓力和WVT率。d）噴涂BBR-NFs前后面罩的壓降。e）BBR@防護服在可見光照射下對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺菌活性。f）帶電BBR@防護服在黑暗條件下的殺菌活性。g，h）與對照樣品和BBR@PPE接觸的細菌的SEM圖像。i，j）與對照樣品和BBR@PPE接觸的大腸桿菌的熒光圖像。k）在可見光照射和黑暗條件下對BBR@防護服進行T7噬菌體殺滅試驗。l）在可見光下對BBR@口罩進行T7噬菌體殺滅試驗，在黑暗條件下對帶電的BBR@口罩進行T7噬菌體殺滅試驗。
微信二維碼
