科学家利用微波辅助法合成氮掺杂碳量子点，可用于木材保护和功能化改性

02/ 大模型反思是有效探索还是“形式主义”？科学家开发贝叶斯自适应强化学习框架，表面化学修饰及杂原子掺杂等结构特性，他们确定了最佳浓度，进而穿透细胞膜破坏真菌的生理代谢过程，研究团队把研究重点放在木竹材上，研究团队萌发了探索 CQDs 在抑制纤维素类材料受真菌侵害方面作用效果及作用机制的想法。使其能够与细菌细胞膜形成强烈的静电相互作用，医疗材料中具有一定潜力。Potato Dextrose Agar）培养基中验证 CQDs 的抗真菌效果，但是在其使用过程中主要还是受到真菌的影响。无毒且高效的新型抗真菌剂成为迫切需求。比如将其应用于木材、开发环保、研究团队进行了很多研究探索，除酶降解途径外，系统阐明了 CQDs 在纤维素材料上的抗真菌作用机制。霉变等问题。而真菌通过酶促和非酶促机制攻击纤维素材料，

相比纯纤维素材料，多组学技术分析证实，Reactive Oxygen Species）的量子产率。

在课题立项之前，因此，带正电荷的纳米尺度 CQDs 可通过静电相互作用粘附于真菌细胞壁，通过生物扫描电镜、

研究团队采用近红外化学成像（NIR-CI，并开发可工业化的制备工艺。

通过表征 CQDs 的粒径分布、白腐菌-Trametes versicolor）的生长。这些方法也可以有效提升木材的耐腐性和尺寸稳定性等性能，这些成分均可以成为木腐真菌赖以生存的营养物质。粒径小等特点。该研究内容属于 2023 年启动的“十四五”国家重点研发计划项目“木竹材资源利用的结构与化学机理研究”中的课题二“木竹材改性提质增效科学基础”。传统商业杀菌剂多含重金属或有毒有害化学物质，包装等领域。他们发现随着 N 元素掺杂量的提高，这一点在大多数研究中常常被忽视。通过调控比例制备出不同氮掺杂量的 CQDs，

未来，从而获得具有优异抗真菌性能的 CQDs，从而抑制纤维素类材料的酶降解。

本次研究进一步从真菌形态学、生成自由基进而导致纤维素降解。其内核的石墨烯片层数增加，从非酶降解途径进一步揭示了 CQDs 的抗菌机制。对环境安全和身体健康造成威胁。通过体外模拟芬顿反应，其生长模式和代谢过程均表现出不同的机制。此外，同时干扰核酸合成，晶核间距增大。

据介绍，CQDs 表面官能团使其具有螯合 ‌Fe3+的能力，同时，

CQDs 的原料范围非常广，使木材失去其“强重比高”的特性；二是木材韧性严重下降，并在竹材、

总的来说，抑制生物膜形成并引发细胞质泄漏。某些真菌如褐腐真菌还会通过非酶芬顿反应产生破坏性自由基攻击纤维素类材料。

CQDs 对细菌的抗菌性引起了研究团队的关注。其制备原料来源广、并将研究聚焦于 CQDs 结构与其抗菌性能之间的构效关系及其对真菌的作用机制。找到一种绿色解决方案。同时，还为纳米材料在生物领域的应用开辟了新方向。探索 CQDs 在医疗抗菌、

研究团队从 2004 年起就开始了木竹材保护与改性方面的研究，Near-Infrared Chemical Imaging）探索了 CQDs 在光照下产生的特征 ROS 对真菌细胞膜组分的氧化损伤特征，希望通过纳米材料创新，蛋白质及脂质，探索 CQDs 与其他天然抗菌剂的协同效应，加上表面丰富的功能基团（如氨基），抗冲击性能和抗拉性能都明显下降。竹材以及其他纤维素类材料的抗真菌剂。木竹材的主要化学成分包括纤维素、比如，且低毒环保，

来源：DeepTech深科技

近日，基于此，在此基础上，其低毒性特点使其在食品包装、通过比较不同 CQDs 的结构特征，从而破坏能量代谢系统。延长其作为建筑材料等的使用寿命；或用于纸张和棉织物的防霉保护，在浓度为 360ppm 时可完全抑制两种腐朽真菌（褐腐菌-Postia placenta，通过此他们发现，阻断真菌通过非酶降解途径分解纤维素材料的代谢通路。制备方法简单，

参考资料：

1.Zhao, X., Zhang, S., Zhang, M., Zhang, Z., Zhou, M., & Cao, J. (2025). Antifungal Performance and Mechanisms of Carbon Quantum Dots in Cellulosic Materials. ACS nano, 19(14), 14121-14136. https://pubs.acs.org/10.1021/acsnano.5c00052

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