中国储能网讯：7月8日，国际纳米科技领域的顶级期刊《自然?纳米科技》在线发布了一项由我国浙江大学软物质科学研究中心思源讲座教授周如鸿领衔的合作团队所完成的科研成果，该项目首次揭示了石墨烯破坏细菌细胞膜的机理及其途径，对石墨烯材料在医疗领域的应用提供了一定的理论基础。

　　近年来，中国科研人员发现细菌的细胞在石墨烯上无法生长，而人类细胞却不会受损，石墨烯会破坏细菌的细胞膜并“杀死”细菌，然而，对于石墨烯破坏细菌细胞膜的机理和途径，至今尚未有科研人员进行破解。浙江大学的这项研究则首次揭示了石墨烯破坏细菌细胞膜的机制。周如鸿作为浙江大学思源讲座教授、IBM沃森研究中心高级研究员、哥伦比亚大学兼职教授，他联合上海大学、中科院上海应用物理研究所、IBM沃森研究中心、浙江大学等单位的研究人员，开展了揭示石墨烯破坏细菌细胞膜机制的研究。

　　石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料，作为一种新型的纳米材料，以其独特的结构、力学和电子性质，在药物投递、肿瘤治疗等生物纳米技术领域有着广泛的应用前景。

　　石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈?海姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

　　众所周知，细菌细胞膜的基本组成成分是磷脂分子，它能够起到保护细胞质和细胞核，阻挡外界伤害该细胞的作用。在该项研究中，研究人员通过计算机模拟结合电子显微镜技术发现，当石墨烯接触到细菌的细胞膜后，能诱导细菌细胞膜上的磷脂分子脱离细胞膜并转移到上石墨烯表面。

　　因此，研究人员基于分子动力学模拟的理论分析揭示出，石墨烯独特的二维结构使其可以与细菌细胞膜上的磷脂分子发生很强的色散相互作用，从而实现石墨烯对细胞膜上磷脂分子的大规模直接抽取。

　　针对细菌细胞膜为什么会被石墨烯杀死的问题，研究人员认为，人类等哺乳类动物都具有血液循环系统，内含丰富的血清蛋白，可以和石墨烯形成“蛋白外包体”，从而阻止石墨烯直接伤害到人体细胞膜。细菌细胞膜则因为没有血液循环系统，所以容易被石墨烯侵蚀。

　　研究人员认为，该项研究通过理论预测与实验验证相结合的方式，为进一步开发没有耐药性的抗生素提供了极其关键的分子机制，同时也为设计具有更好生物兼容性的石墨烯提供了理论基础。因此，研究人员已经开始测试“石墨烯创可贴”的想法，并成功制备了耐清洗和具有长时间抗菌能力的石墨烯棉布，然而，其是否存在对人体可能潜在的副作用还，需要更进一步的研究才能确定。