科学家设计新型高效抗菌织物材料，1小时内杀菌率近100%

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然而，现有光催化材料普遍面临可见光利用率低、稳定性差以及生物相容性不足等一系列挑战。

该研究结合了浙江大学化学系和香港理工大学时装及纺织学院各自的专业优势展开。研究人员选择金属有机框架（MOF，Metal-organic frameworks）作为突破口，这类材料因其结构多样性和功能可调性，最近逐渐发展为光催化应用的理想平台。

陈志杰课题组首先基于 TTE 开发出多孔框架材料 Zr-TSS-1，在此基础上， 马凯凯 课题组将其组装到细菌纤维素（BC，bacterial cellulose）基底上，构筑了稳定的复合材料 Zr-TSS-1@BC。

图丨陈志杰（左）与马凯凯（右）（来源：课题组）

通过原位生长法，Zr-TSS-1 微晶均匀分布在 BC 的三维微结构中，形成了兼具良好柔韧性和力学性能的复合材料，并具有便携的可穿戴性。

这种材料的设计灵感来源于一些前期调研 [2]，研究人员通过将光敏性的 TTE 单元引入金属有机框架中，实现了对可见光的高效吸收和自由载流子的快速生成。

经过创新性的分子层面设计，这种创新的材料拥有了一种特定的功能——在可见光下能够高效触发，并释放出更多的杀菌活性物质，相当于拥有一个具有保护功能的“金钟罩”。

“这项研究中最核心的突破在于，我们可以在宏观层面（比如一件衣服）上进行原子级别或分子级别的精准调控，这种调控带来了材料性能的显著提升。” 陈志杰 对 DeepTech 表示 。

具体来说，该材料的可见光吸收范围扩展至 500nm，光电流密度比传统全碳环 MOF 高 3 至 4 倍，且能快速生成超氧自由基和单线态氧，从而高效破坏细菌细胞膜。

图丨 Zr-TSS-1 的结构示意图（来源： PNAS ）

与传统的需要紫外线照射的材料相比，这种新型材料仅需普通可见光即可发挥它的功能，在公共环境条件下表现出更高的稳定性和高活性，并且它的质量损失很小。

此外，这种新型材料还显示出良好的生物相容性，其对人类皮肤成纤维细胞和 NIH 3T3 成纤维细胞的细胞毒性极低，细胞形态在接触复合材料后未受到明显损伤，这为其在生物医学和保健应用中的应用创造了可能性。

可重复使用性方面，该复合材料在连续五次循环使用后仍保持稳定的抗菌性能，显示出优异的耐用性。

马凯凯指出，这种性能的突破源于材料设计的双重协同，即 TTE 单元增强了光捕获能力，而多孔 BC 基底则优化了 MOF 分散性和细菌接触效率。

图丨 Zr-TSS-1 与其他稳定的 MOF 相关材料的光催化抗菌性能比较（来源：

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