绿色真菌合成氧化铝纳米颗粒：不同煅烧温度下的特性与意义

当前传统合成氧化铝纳米颗粒（Al2O3-NPs）方法存在不足，生物合成法受关注但相关研究少。研究人员以紫色嗜热子囊菌（Talaromyces purpureogenus）SD7 为材料合成 Al2O3-NPs 并研究煅烧温度影响，发现温度影响颗粒特性，为其应用提供参考。

　　在纳米材料的合成领域，传统的化学和物理方法用于制备氧化铝纳米颗粒（Al₂O₃-NPs），比如溶胶 - 凝胶法、溅射法、机械研磨法等。然而，这些方法往往存在一些弊端，像是需要使用大量有毒有害的化学试剂，能耗高，对环境不够友好等。随着人们对环保和可持续发展的重视，生物合成纳米颗粒的方法逐渐进入大家的视野。生物合成法具有安全、无毒、节能、环保等诸多优点，其中利用真菌来合成纳米颗粒更是备受关注，因为真菌易于操作，对金属有较高的耐受性，还能分泌大量的细胞外蛋白来稳定纳米颗粒。

但是，目前利用真菌材料绿色合成 Al₂O₃-NPs 的研究并不多，而且煅烧温度对真菌合成的纳米颗粒的物理化学特性有怎样的影响，这方面的研究也十分有限。基于此，马来西亚博特拉大学（Universiti Putra Malaysia）的研究人员开展了一项研究，旨在建立一种利用紫色嗜热子囊菌（Talaromyces purpureogenus）分离株 SD7 的无细胞滤液绿色合成安全高效 Al₂O₃-NPs 的方法，并系统研究不同煅烧温度对其颗粒大小和结构性质的影响。这项研究成果发表在《Fungal Biology》上，为 Al₂O₃-NPs 的合成和应用提供了重要参考，有望推动纳米材料在多个领域的绿色发展。

研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。首先，通过热重分析（TGA）评估未煅烧 Al₂O₃-NPs 的热稳定性，确定后续煅烧实验的温度范围。然后，利用 X 射线衍射（XRD）分析晶体结构，通过紫外 - 可见光谱（UV-Vis）观察吸收特性，借助傅里叶变换红外光谱（FTIR）检测参与反应的功能基团，运用高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）和场发射扫描电子显微镜结合能量色散 X 射线光谱（FESEM-EDX）观察颗粒的形貌和成分。实验样本则是来自马来西亚稻田表层土壤分离出的T. purpureogenus分离株 SD7。

热重分析（TGA）结果

研究人员对未煅烧的 Al₂O₃-NPs 进行热重分析，在 30 - 900°C 的温度范围内检测其重量变化。结果显示，Al₂O₃-NPs 呈现多阶段失重模式。在 50 - 200°C，主要是表面吸附的水分子被去除。这一结果为后续确定煅烧温度区间提供了基础数据，表明在更高温度下可能会发生其他成分的变化。

不同煅烧温度对颗粒尺寸和结构的影响

通过 UV-Vis 分光光度计、XRD 和 HRTEM 分析发现，随着煅烧温度从 550°C 升高到 750°C，Al₂O₃-NPs 的粒径逐渐增大。FESEM、HRTEM 和 XRD 表征证实，Al₂O₃-NPs 呈现棒状、球形等不规则尺寸的结构，且存在纳米晶 γ-Al₂O₃。不过，只有在 550°C 煅烧的样品仍处于纳米尺度范围，更高温度处理的样品出现明显的晶粒生长，超出了纳米尺度。这表明煅烧温度对 Al₂O₃-NPs 的粒径和结构有显著影响，在实际应用中需要精确控制煅烧温度以获得理想的纳米颗粒特性。

成分和结构确认

FTIR 和 EDX 分析证实了 Al₂O₃-NPs 的存在。FTIR 检测到参与金属离子还原和封端的功能基团，说明真菌分泌的生物分子在纳米颗粒合成过程中发挥了重要作用。EDX 分析则明确了样品中铝和氧元素的存在，进一步确认了 Al₂O₃-NPs 的成分。

研究结论与讨论

研究人员成功利用紫色嗜热子囊菌（Talaromyces purpureogenus）合成了 Al₂O₃-NPs，并系统研究了 550°C - 750°C 煅烧温度对其颗粒大小和结构性质的影响。结果表明，煅烧温度显著影响 Al₂O₃-NPs 的粒径、结构和成分。随着煅烧温度升高，粒径增大，晶体结构发生变化，只有 550°C 煅烧的样品能保持纳米尺度。这一研究成果意义重大，不仅展示了利用真菌材料合成 Al₂O₃-NPs 的绿色技术潜力，为纳米材料的合成提供了一种环保的替代方法；而且强调了煅烧温度在调控真菌合成 Al₂O₃-NPs 结构和理化性质方面的关键作用，有助于研究人员根据不同的应用需求，精确控制合成条件，制备出性能优良的 Al₂O₃-NPs，推动其在生物医学、材料科学、环境科学等多个领域的广泛应用。