基于姜黄素-银-聚苯胺/PMAA–EGDMA杂化纳米复合材料的协同增效电化学与抗菌性能研究

《ChemistrySelect》：A Novel Hybrid Nanocomposite of Curcumin, Silver, and Polyaniline in a PMAA–EGDMA Network for Enhanced Electrochemical and Antibacterial Performance

本研究报道了一种新型多功能纳米复合材料，通过将姜黄素(CUR)功能化的银纳米颗粒(Ag-NPs)与聚苯胺(PANI)共同包埋于pH响应性PMAA–EGDMA水凝胶网络中，成功构建了兼具增强电化学活性和高效抗菌性能的平台。该复合材料呈现稳定球形形貌(约170 nm)，电化学测试显示其氧化还原活性显著提升，并对蜡样芽孢杆菌和鼠伤寒沙门氏菌展现出强效协同抗菌作用，最低抑菌浓度(MIC)低至25 μg/mL，为开发多功能生物材料提供了新策略。

　　

这项研究成功制备了一种新颖的多功能纳米复合材料平台，其核心是将银纳米颗粒（Ag-NPs）、姜黄素（CUR）和聚苯胺（PANI）巧妙地整合到一个交联的聚（甲基丙烯酸-乙二醇二甲基丙烯酸酯）（PMAA–EGDMA）网络之中。

研究团队首先利用姜黄素对银纳米颗粒进行表面功能化修饰，随后通过原位氧化聚合反应生成聚苯胺，最后将这些活性组分一同包埋进具有pH响应特性的水凝胶基质里，从而赋予了材料优异的稳定性和机械强度。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）、扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱（SEM-EDX）和动态光散射（DLS）等一系列表征技术证实，所得复合材料具有稳定的球形形态，平均尺寸约为170纳米，其zeta电位为-18毫伏。

在电化学性能方面，循环伏安法（CV）测试结果表明，与各个单独的组分相比，最终复合材料的氧化还原活性得到了显著增强，表现为峰电流增大、氧化还原峰对更加清晰分明，这清晰地表明了材料内部电子传输动力学得到了改善。

更令人惊喜的是，该平台还展现出强大的协同抗菌效应。研究发现，单独使用银纳米颗粒或姜黄素时，其抗菌效果非常有限（例如，对鼠伤寒沙门氏菌_{（S. typhimurium）}的最低抑菌浓度MIC > 500 μg/mL）。然而，当它们在该纳米复合材料中协同作用时，抗菌效力大幅提升，对蜡样芽孢杆菌_{（B. cereus）}和鼠伤寒沙门氏菌_{（S. typhimurium）}的最低抑菌浓度（MICs）可低至25 μg/mL。

这项研究的集成化设计思路，强调了将导电组分和生物活性组分在PMAA–EGDMA基质中进行层级式组合，成功地在一个单一体系中同时实现了电化学性能和抗菌效能的双重提升。