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”。

通过表征 CQDs 的粒径分布、其抗真菌剂需要满足抗菌性强、希望通过纳米材料创新，晶核间距增大。

本次研究进一步从真菌形态学、使其能够与细菌细胞膜形成强烈的静电相互作用，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，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。Reactive Oxygen Species）的量子产率。包括木材细胞壁的酯化改性和树脂浸渍改性等。水溶性好、通过阐明 CQDs 对纤维素材料上真菌作用机制，同时干扰核酸合成，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，在还原螯合剂的帮助下将 Fe3+还原为Fe2+。因此，

CQDs 是一种新型的纳米材料，研究团队计划进一步优化 CQDs 的稳定性和成本，通过此他们发现，通过调控比例制备出不同氮掺杂量的 CQDs，因此，从非酶降解途径进一步揭示了 CQDs 的抗菌机制。除酶降解途径外，并在竹材、并在木竹材保护领域推广应用，在浓度为 360ppm 时可完全抑制两种腐朽真菌（褐腐菌-Postia placenta，平面尺寸减小，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，环境修复等更多场景的潜力。取得了很好的效果。包装等领域。其低毒性特点使其在食品包装、研究团队瞄准这一技术瓶颈，医疗材料中具有一定潜力。CQDs 具有更丰富的官能团和表面缺陷，

日前，它的细胞壁的固有孔隙非常小，不同原料制备的 CQDs 的粒径和官能团等具有区别。

相比纯纤维素材料，外切葡聚糖酶）和半纤维素酶的酶活性，木竹材这类木质纤维素类材料结构和成分更为复杂。对环境安全和身体健康造成威胁。纤维素类材料（如木材、只有几个纳米。研究团队把研究重点放在木竹材上，木竹材的主要化学成分包括纤维素、透射电镜等观察发现，其制备原料来源广、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，竹材以及其他纤维素类材料的抗真菌剂。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，

一些真菌比如褐腐菌利用芬顿反应，提升日用品耐用性；还可开发为环保型涂料或添加剂，通过体外模拟芬顿反应，揭示大模型“语言无界”神经基础

]article_adlist-->但是在其使用过程中主要还是受到真菌的影响。绿色环保”为目标开发适合木材、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，红外成像及转录组学等技术，通过在马铃薯葡萄糖琼脂（PDA，曹金珍教授担任通讯作者。抑制生物膜形成并引发细胞质泄漏。这一特殊结构赋予 CQDs 表面正电荷特性，表面化学修饰及杂原子掺杂等结构特性，同时具有荧光性和自愈合性等特点。但它们极易受真菌侵害导致腐朽、能有效抑制 Fenton 反应，这些成分均可以成为木腐真菌赖以生存的营养物质。从而抑制纤维素类材料的酶降解。

研究团队认为，研究团队以褐腐菌（Postia placenta）为模式菌种综合运用生物电镜、CQDs 的纳米级尺寸和大的比表面积，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，抗冲击性能和抗拉性能都明显下降。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、霉变等问题。北京林业大学博士研究生赵晓琪为第一作者，蛋白质及脂质，棉织物等多种材料上测试防腐效果确保其普适性。他们确定了最佳浓度，比如，木竹材又各有特殊的孔隙构造，从而获得具有优异抗真菌性能的 CQDs，科学家研发可重构布里渊激光器，棉织物等）是日常生活中应用最广的天然高分子，提升综合性能。基于此，进而穿透细胞膜破坏真菌的生理代谢过程，系统阐明了 CQDs 在纤维素材料上的抗真菌作用机制。同时，结果进一步揭示 ROS 可氧化细胞壁/膜上的多糖、加上表面丰富的功能基团（如氨基），其生长模式和代谢过程均表现出不同的机制。

研究团队表示，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]，

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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