青蒿碳点/g-C₃N₄异质结

细菌灭活率99%

用碳点极性基团降低激子结合能并加速定向电子转移，同时协同青蒿天然活性基团与光生ROS，实现双机制高效抗菌。

Mingzhu, Yuan · Weile, Xie · Ran, Qiu · Mingxin, Zhou · Yangyang, Li · 刘园旭 · 刘自兵 · 袁玉鹏 · Fu, Da · Lin, Xiangang

Chemical Engineering Journal 2026

参数信息

激子结合能

41.46 meV

金黄色葡萄球菌灭活率

99.06 %

大肠杆菌灭活率

94.97 %

O₂吸附能

-0.88 eV

电子转移能垒

0.46 eV

技术优势

激子更容易分开

青蒿碳点的极性基团作为高介电单元屏蔽库仑相互作用，将激子结合能降低约11 meV；同时界面内建电场加速激子解离，自由载流子浓度显著提升。

电子有路可走

功函数差异诱导界面内建电场，使光生电子定向注入碳点，并通过低能垒（0.46 eV）通道参与O₂吸附（−0.88 eV），促进ROS生成。

双机制杀菌

碳点表面的天然活性基团本身具有抗菌活性，与光生ROS协同，无需额外抗菌剂即可高效杀灭细菌，S. aureus灭活率达99.06%。

应用场景

• 光催化抗菌：在可见光下通过激子调控提高ROS产率，用于环境与医疗表面的光催化灭菌。
• 医疗表面涂层：粉体可分散制成涂层，在可见光下灭活金黄色葡萄球菌等病原菌，降低医疗表面感染风险。
• 食品包装：复合到包装薄膜中，利用可见光催化杀灭食源性细菌，延长食品保质期。
• 碳点光催化剂：碳点作为高介电修饰单元降低激子结合能，并促进电子转移，提升光催化效率。
• 细菌检测：该复合材料对细菌代谢的干扰和氧化应激效应可作为检测或评估细菌活性的信号基础。