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          學術聚焦
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          材料學院隋凝團隊在石墨炔基納米酶研究中取得新進展

          作者:隋凝 審核:謝廣文 張巖 來源:材料學院 編輯:   點擊: 日期:2022-06-17

          石墨炔是繼碳納米管、石墨烯之后由我國首創并命名的新一代碳材料。由于具有豐富的碳化學鍵、大的共軛體系、天然的孔洞結構和本征帶隙等特征,石墨炔在生長、組裝和性能調控等方面表現出巨大優勢和先進性,將是推動催化、能源、光電轉換及生物醫藥等領域創新性發展的關鍵材料。我校材料科學與工程學院隋凝和杜芳林團隊聚焦于石墨炔納米酶性能,在納米酶抗菌領域開展了大量的工作。近日,團隊在外場提高納米酶催化性能方面取得了新進展。

          表面等離激元共振(LSPR)增強石墨炔酶性能。團隊可控制備了石墨炔納米墻包裹空心硫化銅納米立方體(CuS@GDY)。垂直GDY納米墻通過結構優勢捕獲近紅外光,延長光在納米材料內部的傳播距離,提高了光吸收。CuS和GDY形成的異質結有利于熱載流子的分離和注入,提高了CuS@GDY界面上的碳空位的酶催化活性。同時,CuS LSPR誘導增加光熱效應,增強抗菌活性。本工作為光增強的抗菌材料提供了研究基礎,極大拓展了石墨炔的生物應用。該工作發表在Advanced Functional Materials2022, 32, 2112683,影響因子: 18.808),我校博士生白強為論文的第一作者,朱之靈副教授,隋凝副教授為共同通訊作者,我校為唯一通訊單位。團隊還將氮摻雜石墨炔量子點負載到金銀納米籠上,獲得了具有近紅外光響應的異質結構納米酶。這種LSPR增強的納米酶在體外和體內表現出對多種細菌具有優異抗菌效率。本工作發表在Chemistry of Material2022, 34, 1356-1368,影響因子: 9.811),朱之靈副教授為第一作者,隋凝副教授、王麗娜副教授為共同通訊作者,我校為唯一通訊單位。

          壓電場增強石墨炔納米酶性能。團隊通過硫原子摻雜合成了含有豐富缺陷和空位的硫摻雜石墨炔納米片,硫原子的引入使石墨炔在超聲作用下能夠顯著提高其納米酶性能。將此納米酶應用于污水處理中,有較高的TOC去除效率,同時還具有良好的抗菌性能。該工作發表在Nano Today2022, 43, 101429,影響因子: 20.722)上,我校博士生白強為該論文的共同一作,隋凝副教授、朱之靈副教授和王兆波教授為共同通訊作者,我校為唯一通訊單位。

          此外,團隊圍繞著石墨炔及異質結構開展了大量的研究。如團隊合成了鈀鐵納米合金修飾的石墨炔納米酶,用于檢測和殺菌,表現出優異的性能。工作發表在Chemical Engineering Journal2021, 413: 127537,影響因子: 13.273),我校博士生白強為共同一作,杜芳林教授、隋凝副教授、朱之靈副教授和于偉泳教授為共同通訊作者,我校為唯一通訊單位。團隊構建了一種硼摻雜石墨炔納米片,該納米酶表現出優異的抗菌性能,為替代抗生素的開發開辟了新的途徑。研究成果發表于Nano Research2022, 15, 1446-1454,影響因子: 8.897),我校博士生白強為共同一作,隋凝副教授、朱之靈副教授、王麗娜副教授和北京大學張錦院士為共同通訊作者,我校為第一通訊單位。其它相關工作發表在Small2020,16, 2001440;2022, 18, 2104160,影響因子: 13.281),ACS Applied Materials & Interfaces2021, 13, 19, 22169–22181;2022, 14, 23, 26455-26468; 10.1021/acsami.2c06721,影響因子: 9.229)等國際知名期刊。

          課題研究得到了國家自然科學基金、山東省自然科學基金、青島市基礎研究項目和青島科技大學嶗山青年學者等項目的資助。

          • 嶗山校區:

            山東省青島市松嶺路99號

          • 四方校區:

            山東省青島市鄭州路53號

          • 中德國際合作區(中德校區):

            山東省青島市西海岸新區小清河路6號

          • 高密校區:

            山東省高密市杏壇西街1號

          • 濟南校區:

            山東省濟南市文化東路80號

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