基于氧化石墨烯及其复合材料的纺织品抗菌整理研究进展

氧化石墨烯（GO）作为石墨烯的含氧衍生物，因其独特的二维蜂巢结构和丰富的含氧官能团（如—COOH、—OH），具备优异的分散性、化学稳定性和抗菌性，近年来在纺织品抗菌整理领域受到广泛关注。随着人们对健康生活需求的提升，抗菌纺织品在服装、医疗用品等领域的应用日益重要，GO及其复合材料为开发高效、安全的抗菌纺织品提供了新途径。

GO的抗菌机制主要通过物理和化学方式协同作用。目前研究认为主要包括四种理论：氧化应激理论（GO产生活性氧自由基破坏细菌代谢）、物理捕获理论（GO薄片覆盖细菌限制营养交换）、物理切割理论（GO锋利边缘划破细胞膜）以及膜成分提取理论（GO抽离细胞膜磷脂）。例如，物理切割理论可通过GO纳米片的边缘直接破坏细菌结构，如图1所示，GO薄片与病原菌相互作用时能穿刺细胞膜，导致内容物泄漏。

图1 石墨烯/氧化石墨烯(GO)抗菌机制的模型之一(a)、观察氧化石墨烯-LB膜的抗菌活性(b)

此外，图2进一步展示了GO通过缠绕和膜扰动方式对细菌及真菌孢子的抑菌机制。

图2 GO与病原菌的相互作用图式及GO对细菌病原和真菌孢子的抑菌作用机制

为提升GO的抗菌性能并防止其团聚，研究者开发了多种GO复合材料。例如，GO与银纳米粒子（Ag）复合后，可协同增强对耐药菌的杀灭效果；与金属氧化物（如ZnO、TiO₂）复合后，抗菌活性显著提高；与有机物（如壳聚糖）复合则改善了生物相容性。图3展示了ZIF-8框架支撑GO的结构，有效防止GO堆积，提升抗菌效率。

图3 ZIF-8的合成(a)，ZIF-8的纳米粒子在ZIF-8内部原位生长(b)
基于GO的抗菌整理方法多样，包括静电纺丝法、浸渍法、涂层法、静电层层自组装法、化学接枝法和原位还原法。这些方法各具优势：静电纺丝法制备的纳米纤维膜抗菌率超75%；浸渍法整理的GO-棉织物抗菌率达99.9%；涂层法可赋予织物持久抗菌性，但可能影响手感。方法选择需结合织物类型和性能要求。