绿色合成ZnO纳米颗粒：基于麻风树胶乳的抗菌应用与可持续纳米技术探索

本研究通过绿色合成法，利用麻风树（Jatropha curcas）胶乳作为生物还原剂和稳定剂，成功制备了ZnO纳米颗粒（ZnO NPs）。通过XRD、FTIR、SEM等多种表征技术证实其六方纤锌矿结构（平均晶粒尺寸46.4 nm）和优异的热稳定性（TGA分析）。抗菌实验显示其对革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus）的抑制效果显著（最大抑菌圈26±0.5 mm），优于化学合成对照组。该研究为开发环保型抗菌材料提供了新策略，兼具生物医学与环境应用潜力。

　　

在抗生素耐药性日益严重的全球背景下，开发新型抗菌材料成为迫切需求。传统纳米材料合成方法依赖有毒化学试剂和高能耗工艺，不仅对环境造成负担，还可能限制其生物相容性。与此同时，植物源性纳米颗粒因其天然还原特性和低毒性备受关注。麻风树（Jatropha curcas）作为一种具有丰富药用价值的植物，其胶乳中含有大量多酚、萜类等活性成分，为绿色纳米合成提供了理想平台。

针对这一挑战，中央大学的研究团队在《Next Materials》发表了一项创新研究，通过麻风树胶乳介导的绿色合成法成功制备了氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs），并系统评估了其抗菌性能。研究采用X射线衍射（XRD）确认了六方纤锌矿结构，傅里叶变换红外光谱（FTIR）揭示了Zn-O键特征峰（491.93 cm^-1），扫描电子显微镜（SEM）显示平均粒径432 nm的球形形貌。特别值得注意的是，该材料在紫外-可见光谱中表现出3.30 eV的宽禁带特性，拉曼光谱中431.42 cm^-1的E₂^High振动峰进一步验证了晶格完整性。

关键技术方法
研究团队采用室温水浴法（70°C）将锌硝酸盐与麻风树胶乳混合，经离心、煅烧（800°C）获得ZnO NPs。通过琼脂扩散法和肉汤稀释法测试其对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和大肠杆菌（Escherichia coli）的抗菌活性，并以环丙沙星作为阳性对照。

研究结果

1. 结构表征
   XRD分析显示所有衍射峰与标准卡片（JCPDS 36-1451）匹配，Rietveld精修证实空间群为P6₃mc。TGA曲线表明材料在800°C内保持稳定，仅因水分和有机物挥发产生轻微失重。

2. 抗菌性能
   ZnO NPs对革兰氏阳性菌表现出显著抑制效果：金黄色葡萄球菌的抑菌圈达26±0.5 mm，优于枯草芽孢杆菌（19±1.2 mm）和革兰阴性大肠杆菌（13±0.3 mm）。最小抑菌浓度（MIC）测试显示，12.5 mg/mL即可完全抑制前两种病原体。

3. 机制探讨
   拉曼光谱中缺陷相关峰（如578.85 cm^-1的E₁(LO)模式）和EDX检测到的锌富集现象表明，材料表面活性位点可能通过产生活性氧（ROS）和释放Zn²⁺离子破坏细菌膜结构。

结论与意义
该研究首次系统论证了麻风树胶乳衍生ZnO NPs的协同抗菌机制——植物活性成分的封端效应增强了纳米颗粒与微生物的相互作用。相较于传统化学合成法，这种绿色工艺避免了有害试剂的使用，同时赋予材料更优的生物相容性。其宽禁带特性（3.30 eV）还暗示了在光催化、电子器件等领域的应用潜力。未来研究可进一步探索其在不同环境条件下的抗菌持久性，以及与其他天然抗菌剂的复合效应，为开发下一代"绿色抗生素"提供理论依据。