《Next Nanotechnology》：Optimizing a novel green synthesis of zincite nanoparticles using knotwood biomass residue of Eucalyptus citriodora: A multi-technique characterization and antifungal analysis
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本研究旨在开发一种可持续的绿色合成方法，利用柠檬桉（Eucalyptus citriodora，EC）节瘤废弃物提取物制备氧化锌纳米颗粒（Zinc Oxide Nanoparticles，ZnO NPs），并评估其抗真菌效能，以用于木材保护。该生态友好策略利用
本研究旨在开发一种可持续的绿色合成方法，利用柠檬桉（Eucalyptus citriodora，EC）节瘤废弃物提取物制备氧化锌纳米颗粒（Zinc Oxide Nanoparticles，ZnO NPs），并评估其抗真菌效能，以用于木材保护。该生态友好策略利用了EC节瘤中丰富的生物活性成分，这是一种木材工业产生的大量未充分利用的生物质副产品，可在不使用有毒化学试剂的情况下促进纳米颗粒形成。理化表征证实，EC提取物得率为10.00?±?1.2%，总酚含量高达457.40?±?3.5?mg GAE/g提取物，其在ZnO NPs的生物还原与稳定中发挥关键作用，合成的ZnO NPs得率为28.34?±?1.8%。X射线衍射（X-Ray Diffraction，XRD）分析验证了所制备的ZnO NPs具有高结晶度，属六方纤锌矿（hexagonal wurtzite）结构，平均晶粒尺寸为29?nm。紫外-可见光谱（Ultraviolet-Visible Spectroscopy，UV-Vis）在368?nm处出现吸收峰，与体相ZnO相似，表明量子限域效应可忽略。能量色散X射线衍射（Energy-Dispersive X-Ray Diffraction，EDX）与傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）分别证实了元素纯度与官能团相互作用。扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy，SEM）与透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy，TEM）形态学分析显示，ZnO NPs分散良好，主要为球形，粒径范围为20–40?nm，与XRD结果一致。生物合成的ZnO NPs表现出显著的抗真菌活性，在10–50?ppm浓度范围内，对硫色绚孔菌（Laetiporus sulphureus）的菌丝生长抑制率为44?±?2.1%–97?±?0.5%，对血红密孔菌（Pycnoporus sanguineus）的抑制率为38?±?1.7%–97?±?0.5%。这些结果表明，EC来源的ZnO NPs有望成为传统抗真菌剂的可持续低成本替代品，为环境友好的木材保护策略开辟了道路。
研究背景方面，氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs）因其独特的光催化、药物、化妆品及光子学性能，被广泛应用于多种领域。然而，传统的物理化学合成方法能耗高、设备昂贵，且需使用强酸强碱等有害试剂与稳定剂，限制了其在生物领域的应用。植物提取物作为绿色合成介质，因安全、易得、成本低、稳定性好等优势受到关注。柠檬桉（Eucalyptus citriodora，EC）是印度第二大人工林树种，其节瘤生物质作为工业废弃物尚未被有效利用。已有研究表明，EC节瘤富含黄酮类和多酚类化合物，可作为天然还原剂与稳定剂用于纳米材料合成。同时，木材腐朽主要由真菌引起，开发基于生物质的环保型木材防腐剂具有重要现实意义。该研究首次利用EC节瘤废弃物提取物绿色合成ZnO NPs，并评估其对常见木腐真菌的抗真菌活性，发表于《Next Nanotechnology》。
关键技术方法方面，研究人员于2024年2月从印度森林研究所采集EC节瘤生物质，经冷冻干燥后采用25%甲醇水溶液超声提取，测定总酚含量（Total Phenolic Content，TPC）。以乙酸锌为前驱体，与提取物按1:1体积比混合，经磁力搅拌、离心、洗涤、干燥及410?°C马弗炉退火制备ZnO NPs。利用UV-Vis、XRD、FTIR、SEM-EDX及TEM对产物进行理化表征。抗真菌实验采用琼脂平板法（毒饵法），测试10、30及50?ppm ZnO NPs对硫色绚孔菌（Laetiporus sulphureus，NTCC 1268）与血红密孔菌（Pycnoporus sanguineus，NTCC 677）的抑菌率，并以氟康唑（50?ppm）与空白培养基作对照。
研究结果部分，总酚含量与得率结果显示，EC节瘤提取物TPC达457.40?±?3.5?mg GAE/g，提取物与ZnO NPs得率分别为10.00?±?1.2%与28.34?±?1.8%。光学性质与带隙能分析显示，UV-Vis光谱在368?nm处有强吸收峰，较体相ZnO发生蓝移，Tauc曲线估算带隙能为3.15?eV，证实纳米尺度效应。元素与结构分析方面，XRD图谱与标准卡片（JCPDS No. 00–075–0576）匹配，呈现六方纤锌矿结构，平均晶粒尺寸为29?nm，无杂峰，表明产物结晶度高且纯度良好。振动特性分析中，FTIR光谱显示3406?cm?1处的O-H伸缩振动源于多酚类物质，536–544?cm?1处的Zn-O特征峰证实ZnO形成，提取物中官能团在颗粒表面起到封端稳定作用。形貌与结构分析方面，SEM显示ZnO NPs多为球形或六边形，分散性较好；EDX谱图中Zn与O为主要元素，C含量极低，原子百分比分别为40.21%、46.42%与13.3%；TEM结果进一步验证颗粒呈球形与六边形，平均粒径为27.37?nm，与XRD数据吻合。抗真菌活性结果显示，随着ZnO NPs浓度升高，对两种真菌的抑制率显著增加，50?ppm时均达到97?±?0.5%，其中硫色绚孔菌敏感性略高于血红密孔菌。
讨论与结论部分，研究人员指出，该绿色合成方法利用废弃生物质资源，避免了化学试剂的使用，符合绿色化学与循环经济理念。ZnO NPs的抗真菌机制可能包括活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）的产生、膜完整性破坏及Zn2+离子释放干扰真菌代谢。尽管短期抗真菌效果显著，但长期环境稳定性、抗团聚性能及实际应用表现仍需进一步验证。总体而言，EC节瘤生物质可作为高效绿色还原剂与稳定剂，制备的ZnO NPs在木材保护领域具有良好的应用前景。
