近日，中科院陳長倫課題組研究了氧化石墨烯納米材料在自然水環(huán)境中的遷移行為，以及氧化石墨烯與微生物、抗生素之間的相互作用機(jī)理。
自從氧化石墨烯發(fā)現(xiàn)以來，其優(yōu)異的物理化學(xué)特性使其得到了廣泛的應(yīng)用，然而其在合成使用以及排放過程中不可避免的造成了環(huán)境污染。陳長倫課題組研究了氧化石墨烯納米材料在自然水（董鋪水庫、南淝河和巢湖）環(huán)境中的遷移行為。研究發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯的沉降取決于水環(huán)境中的金屬陽離子（鉀、鈣、鈉、鎂等）的價(jià)態(tài)和濃度，而自然水中的有機(jī)質(zhì)會(huì)穩(wěn)定氧化石墨烯。
（A）氧化石墨烯在自然水中的沉降行為（B）董鋪水庫水（C）南淝河水（D）巢湖水
課題組進(jìn)一步研究了氧化石墨烯對細(xì)菌的毒性以及對抗生素殺菌能力的影響。該研究選取了三種常見抗生素（鹽酸林可霉素、氯霉素和硫酸慶大霉素）和兩種細(xì)菌（大腸桿菌和金黃葡萄球菌），發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯對細(xì)菌的危害取決于氧化石墨烯的濃度和接觸時(shí)間，對抗生素殺菌能力的影響取決于氧化石墨烯與抗生素的相互作用力，并通過能量密度泛函理論計(jì)算研究了氧化石墨烯與三種抗生素之間的吸附能。
氧化石墨烯對抗生素殺菌能力影響示意圖
該研究發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯會(huì)破壞細(xì)菌細(xì)胞膜的完整性，而氧化石墨烯對抗生素的抗菌能力的影響取決于多種因素。如非生物因素（氧化石墨烯的物理化學(xué)性質(zhì)、抗生素的物理化學(xué)性質(zhì)、氧化石墨烯和抗生素的相互作用）和生物因素（如細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)、細(xì)菌對抗生素的敏感性、氧化石墨烯與細(xì)菌之間的相互作用等）。
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