编辑推荐：
为解决传统表面活性剂局限性及碳点（CDs）应用受限问题，研究人员以蔗糖为原料，经水热法制备蔗糖碳点（SCDs），再与正十二烷基胺改性得 SCDs-C12。其可降低表面张力，具抑菌性，为绿色表面活性剂制备提供新路径。
在生命科学与材料化学交叉领域，表面活性剂的绿色化革新与微生物抑菌技术始终是研究热点。传统表面活性剂多依赖石油基原料，合成过程常使用有机溶剂，存在环境负荷高、生物相容性不足等问题。与此同时，碳点（Carbon Dots, CDs）作为一种新兴纳米材料，虽具备良好水溶性和低毒性，但其表面性能单一，尤其是未经改性的碳点在抑菌等功能应用方面存在显著局限性。例如，以蔗糖为原料制备的碳点（Sucrose Carbon Dots, SCDs）虽可通过水热法便捷合成，但单纯的 SCDs 仅能发射蓝色荧光，荧光量子产率低（如 400 nm 激发时仅 4%），且缺乏足够的表面活性和抑菌能力，难以直接应用于实际场景。如何通过绿色化学手段赋予碳点更丰富的功能特性，开发兼具环境友好性与高效抑菌性能的新型表面活性剂，成为亟待突破的科学问题。
为攻克上述难题，研究人员开展了以可再生资源蔗糖为基础的新型阳离子表面活性剂制备及其抑菌性能研究。该研究以蔗糖为原料，通过完全绿色的合成路径，构建了一种结构新颖的表面活性剂体系。相关成果发表在《Carbohydrate Research》，为生物基材料在功能化界面科学中的应用开辟了新方向。
研究人员采用的主要关键技术方法包括：首先，通过水热法制备 SCDs，具体操作是将 1.0 g 蔗糖水溶液与 200 μL 过氧化氢在 180℃下混合水热处理 2 小时；随后，在水介质中通过回流加热使 SCDs 与正十二烷基胺（n-dodecylamine）发生化学反应，实现疏水性碳氢链与 SCDs 的化学键合，制得目标产物 SCDs-C12。整个合成过程未使用任何有机溶剂，体现了绿色化学的核心理念。
结果与讨论
表面活性表征
研究表明，SCDs-C12 显著降低水的表面张力，从 72.0 mN/m-1降至 32.9 mN/m-1，这一性能可与多种传统表面活性剂（如十二烷基三甲基氯化铵（DTAC）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS））及新型阳离子表面活性剂相媲美。Zeta 电位测量显示，SCDs-C12 带正电荷，证实其属于阳离子表面活性剂范畴。表面张力的显著降低和电荷特性的验证，揭示了 SCDs-C12 具备良好的界面吸附和定向排列能力，为其在溶液体系中的功能应用提供了理论依据。
抑菌性能评估
抗菌实验结果显示，SCDs-C12 对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）的生长表现出优异的抑制效果。这种抑菌能力可能源于其阳离子特性与微生物细胞膜的静电相互作用，以及长链烷基的疏水插入效应，从而破坏细胞膜的完整性，抑制细菌繁殖。该特性使其在生物医学抗菌领域展现出潜在应用价值，如新型抗菌剂、医疗器械表面涂层等。
合成路径的绿色性分析
整个制备过程完全摒弃有机溶剂，以水为反应介质，原料蔗糖为可再生资源，且合成步骤简洁高效。与传统表面活性剂依赖石油化工原料和有机溶剂的合成路线相比，该方法显著降低了环境风险，符合可持续化学的发展趋势。同时，蔗糖来源广泛、成本低廉，为大规模生产提供了经济可行性。
结论与意义
本研究开发了一种以蔗糖为起始原料的新型阳离子表面活性剂合成路径，其化学结构与传统表面活性剂截然不同。通过表面修饰赋予碳点疏水链段，构建了具有亲水 - 疏水平衡的功能化纳米体系。研究结果表明，SCDs-C12 不仅具备优异的表面活性和抑菌性能，而且合成过程绿色环保，原料可再生。这一创新为生物基材料的高值化利用提供了新策略，有望在食品添加剂、医药抗菌、环境友好型洗涤剂等领域开辟新的应用场景。此外，该研究拓展了碳点在非荧光领域的功能化应用，为纳米材料的多功能设计提供了新思路，对推动绿色化学与生物医学交叉学科的发展具有重要意义。
