中科院研发“洋葱碳”新材料，有望破解耐药菌难题

中科院研发“洋葱碳”新材料，有望破解耐药菌难题

近日，中国科学院理化技术研究所研究团队在新型碳纳米材料研究方面取得重要突破。研究发现，一种名为“洋葱碳”（OLC）的新型碳纳米材料在催化过氧化氢分解方面展现出卓越性能，有望为医疗领域带来新的解决方案。

洋葱碳是一种独特的碳同素异形体，其结构由类似洋葱层的同心石墨壳组成。这种特殊的结构赋予了洋葱碳一系列优异的物理化学性质，如大比表面积、高电导率和良好的热稳定性等。这些特性使其在电磁屏蔽、储能、超级电容器、锂离子电池、催化等领域展现出广阔的应用前景。

研究团队发现，洋葱碳具有显著的类过氧化物酶活性，能够高效催化过氧化氢分解产生羟基自由基。这一发现尤为重要，因为过氧化氢分解是许多生物医学应用中的关键反应。通过密度泛函理论计算，研究人员揭示了洋葱碳表面的碳杂化模式与其催化活性之间的关系。计算结果显示，随着石墨层数的增加，过氧化氢分子的吸附能力减弱，而sp2杂化碳比例的提升则增强了电子传输能力，有利于催化反应的进行。

洋葱碳的催化活性不仅限于实验室环境，更在生物医学领域展现出巨大潜力。研究发现，洋葱碳对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等常见细菌具有显著的抗菌效果，尤其值得注意的是，它对耐药性金黄色葡萄球菌（MRSA）同样有效。在小鼠细菌感染伤口模型实验中，洋葱碳能够有效促进伤口愈合，这为未来临床应用提供了有力证据。

这一研究成果以《洋葱碳纳米酶：通过碳杂化模式控制过氧化物酶样活性用于抗菌治疗》为题发表在国际知名期刊《Small》上。研究团队表示，洋葱碳的独特结构和优异性能为其在生物医学领域的应用开辟了新途径。然而，目前洋葱碳的研究仍处于实验室阶段，要实现大规模应用还需解决诸多挑战，如制备成本、生物安全性等。

这一发现不仅展示了洋葱碳在催化和生物医学领域的巨大潜力，也为碳基纳米材料的研究提供了新的思路。随着研究的深入，这种新型碳纳米材料有望在更多领域发挥重要作用，为人类健康和环境保护带来新的解决方案。