近年來(lái)，科學(xué)家發(fā)現石墨烯會(huì )破壞細菌的細胞膜并“殺死”細菌，但石墨烯破壞細胞膜的機理和途徑尚未*。

　　日前，《自然-納米技術(shù)》雜志在線(xiàn)刊登了一項由浙大軟物質(zhì)科學(xué)研究中心思源講座教授周如鴻領(lǐng)銜的合作團隊完成的科研成果，揭示了石墨烯破壞細菌細胞膜的機制。

　　周如鴻作為浙江大學(xué)思源講座教授、IBM沃森研究中心高級研究員、哥倫比亞大學(xué)兼職教授，聯(lián)合上海大學(xué)、中科院上海應用物理研究所、IBM沃森研究中心、浙江大學(xué)等單位的研究人員，開(kāi)展了揭示石墨烯破壞細菌細胞膜的機制的研究，浙江大學(xué)工程力學(xué)系青年教師修鵬參與了聯(lián)合研究。

　　石墨烯作為一種新型的二維超薄納米材料，以其獨特的結構、力學(xué)和電子性質(zhì)，在藥物投遞、腫瘤治療等生物納米技術(shù)領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用前景。

　　磷脂分子是組成細菌細胞膜的基本成分，它起著(zhù)保護細胞質(zhì)和細胞核，阻擋外界傷害該細胞的作用。研究人員通過(guò)計算機模擬結合電子顯微鏡技術(shù)發(fā)現，當石墨烯接觸到細菌的細胞膜后，能誘導細菌細胞膜上的磷脂分子“移情別戀”——脫離細胞膜并“攀爬”上石墨烯表面。基于分子動(dòng)力學(xué)模擬的理論分析揭示出，石墨烯獨特的二維結構使其可以與細菌細胞膜上的磷脂分子發(fā)生很強的色散相互作用，從而實(shí)現石墨烯對細胞膜上磷脂分子的大規模直接抽取。這樣，石墨烯通過(guò)物理作用殺死細菌，為開(kāi)發(fā)新型抗耐藥的“綠色”抗生素提供了可能，如研制以石墨烯和氧化石墨烯為原料的新型“石墨烯創(chuàng )可貼”等。

　　需要指出的是，哺乳類(lèi)動(dòng)物比如人類(lèi)都具有血液循環(huán)系統，內含豐富的血清蛋白，它們可以和石墨烯形成“蛋白外包體”，從而阻止石墨烯直接傷害到人體細胞膜；而細菌細胞膜則因為沒(méi)有“保護者”，所以容易被石墨烯“殺死”。

　　目前，本研究通過(guò)理論預測與實(shí)驗驗證相結合的方式，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)沒(méi)有耐藥性的抗生素提供了極其關(guān)鍵的分子機制，同時(shí)也為設計具有更好生物兼容性的石墨烯提供了理論基礎。據悉，科學(xué)家已經(jīng)在開(kāi)始測試這個(gè)“石墨烯創(chuàng )可貼”的想法，并成功制備了耐清洗和具有長(cháng)時(shí)間抗菌能力的石墨烯棉布。當然它對人體可能潛在的副作用還需要更進(jìn)一步的研究。