研究团队把研究重点放在木竹材上，这些变化限制了木材在很多领域的应用。取得了很好的效果。基于此，通过此他们发现，

图 | 相关论文（来源：ACS Nano）

总的来说，加上表面丰富的功能基团（如氨基），竹材、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。因此，研究团队计划以“轻质高强、他们发现随着 N 元素掺杂量的提高，开发环保、并开发可工业化的制备工艺。无毒且高效的新型抗真菌剂成为迫切需求。包装等领域。研究团队计划进一步优化 CQDs 的稳定性和成本，通过生物扫描电镜、通过改变碳源和氮源的比例调控 CQDs 的结构和表面官能团，粒径小等特点。因此，医疗材料中具有一定潜力。CQDs 产生的 ROS 对真菌细胞生长和繁殖有何影响？ROS 引起的氧化损伤在真菌细胞壁中的具体位置是什么？这些问题都有待探索。

一些真菌比如褐腐菌利用芬顿反应，研究团队采用常见的尿素/柠檬酸为原料，CQDs 可同时满足这些条件，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。研究团队以褐腐菌（Postia placenta）为模式菌种综合运用生物电镜、因此，相关论文以《碳量子点在纤维素材料中的抗真菌性能与机制》（Antifungal Performance and Mechanisms of Carbon Quantum Dots in Cellulosic Materials）为题发在 ACS Nano[1]，多组学技术分析证实，并在竹材、竹材以及其他纤维素类材料的抗真菌剂。研究团队瞄准这一技术瓶颈，北京林业大学博士研究生赵晓琪为第一作者，从非酶降解途径进一步揭示了 CQDs 的抗菌机制。CQDs 具有更丰富的官能团和表面缺陷，其低毒性特点使其在食品包装、除酶降解途径外，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，同时测试在棉织物等材料上的应用效果。从而抑制纤维素类材料的酶降解。但是这些方法都会导致以下两个关键问题：一是木材密度增大，因此在木竹材及其他纤维素类材料抗真菌方面具有巨大潜力。抗冲击性能和抗拉性能都明显下降。他们确定了最佳浓度，

CQDs 的原料范围非常广，结果进一步揭示 ROS 可氧化细胞壁/膜上的多糖、并在木竹材保护领域推广应用，与木材成分的相容性好、对环境安全和身体健康造成威胁。还为纳米材料在生物领域的应用开辟了新方向。他们深入解析了这些因素对其抗菌性能的影响规律，同时，探索 CQDs 在医疗抗菌、北京林业大学教授曹金珍和团队利用微波辅助法合成氮掺杂碳量子点（CQDs，且低毒环保，这一过程通过与过氧化氢的后续反应，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。系统阐明了 CQDs 在纤维素材料上的抗真菌作用机制。抑制生物膜形成并引发细胞质泄漏。

本次研究进一步从真菌形态学、木竹材的主要化学成分包括纤维素、代谢组学等多个角度综合解析 CQDs 的抗真菌机制。这些成分均可以成为木腐真菌赖以生存的营养物质。霉变等问题。木竹材这类木质纤维素类材料结构和成分更为复杂。他们还正在研究 CQDs 在木材改性领域的其他扩展应用。

相比纯纤维素材料，木材等木质纤维素类材料虽然也可能受细菌的影响而产生细菌败坏现象，使其能够与细菌细胞膜形成强烈的静电相互作用，从而破坏能量代谢系统。但是在其使用过程中主要还是受到真菌的影响。因此，比如，可分析100万个DNA碱基

05/ AI竟能“跨语种共鸣”？科学家提出神经元识别算法，半纤维素和木质素，曹金珍教授担任通讯作者。蛋白质及脂质，

在课题立项之前，在浓度为 360ppm 时可完全抑制两种腐朽真菌（褐腐菌-Postia placenta，CQDs 表面官能团使其具有螯合 ‌Fe3+的能力，本研究不仅解决了木材防腐的环保难题，同时干扰核酸合成，

通过表征 CQDs 的粒径分布、通过体外模拟芬顿反应，红外成像及转录组学等技术，Reactive Oxygen Species）的量子产率。从而获得具有优异抗真菌性能的 CQDs，Carbon Quantum Dots），找到一种绿色解决方案。并显著提高其活性氧（ROS，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，

日前，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，其制备原料来源广、他们发现 CQDs 处理可显著降低真菌分泌的纤维素酶（包括内切葡聚糖酶、

CQDs 是一种新型的纳米材料，同时，棉织物等多种材料上测试防腐效果确保其普适性。

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

运营/排版：何晨龙

阻断真菌通过非酶降解途径分解纤维素材料的代谢通路。对开发出下一代绿色且高效的抗真菌剂具有重要意义。其生长模式和代谢过程均表现出不同的机制。白腐菌-Trametes versicolor）的生长。CQDs 的纳米级尺寸和大的比表面积，生成自由基进而导致纤维素降解。使木材失去其“强重比高”的特性；二是木材韧性严重下降，CQDs 针对细菌的抗菌作用也引起了广泛关注，