Low-Cytotoxic Core–Sheath ZnO NWs@TiO2–xNy Triggered Piezo-photocatalytic Antibacterial Activity

材料科学 光催化 生物相容性 抗菌活性 纳米技术 细胞毒性 复合数 纳米材料 复合材料 化学 有机化学 催化作用 遗传学 冶金 体外 细菌 生物 生物化学
作者
Shanhong Guo,Guoqiang Shu,Hongjie Luo,Kuang Xia,Lirong Zheng,Chao Wang,Changan Zhou,Lei Song,Kui Ma,Hairong Yue
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (19): 24410-24420 被引量:12
标识
DOI:10.1021/acsami.4c04500
摘要

Sonophotodynamic antimicrobial therapy (SPDAT) is recognized as a highly efficient biomedical treatment option, known for its versatility and remarkable healing outcomes. Nevertheless, there is a scarcity of sonophotosensitizers that demonstrate both low cytotoxicity and exceptional antibacterial effectiveness in clinical applications. In this paper, a novel ZnO nanowires (NWs)@TiO2–xNy core–sheath composite was developed, which integrates the piezoelectric effect and heterojunction to build dual built-in electric fields. Remarkably, it showed superb antibacterial effectiveness (achieving 95% within 60 min against S. aureus and ∼100% within 40 min against E. coli, respectively) when exposed to visible light and ultrasound. Due to the continuous interference caused by light and ultrasound, the material's electrostatic equilibrium gets disrupted. The modification in electrical properties facilitates the composite's ability to attract bacterial cells through electrostatic forces. Moreover, Zn–O–Ti and Zn–N–Ti bonds formed at the interface of ZnO NWs@TiO2–xNy, further enhancing the dual internal electric fields to accelerate the excited carrier separation to generate more reactive oxygen species (ROS), and thereby boosting the antimicrobial performance. In addition, the TiO2 layer limited Zn2+ dissolution into solution, leading to good biocompatibility and low cytotoxicity. Lastly, we suggest a mechanistic model to offer practical direction for the future development of antibacterial agents that are both low in toxicity and high in efficacy. In comparison to the traditional photodynamic therapy systems, ZnO NWs@TiO2–xNy composites exhibit super piezo-photocatalytic antibacterial activity with low toxicity, which shows great potential for clinical application as an antibacterial nanomaterial.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
wangyaofeng完成签到,获得积分10
1秒前
特大包包完成签到,获得积分10
2秒前
沧海云完成签到 ,获得积分0
2秒前
怡然含桃完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
科研通AI2S应助halo采纳,获得10
3秒前
周洋完成签到,获得积分10
4秒前
YF是杨芳完成签到 ,获得积分10
4秒前
轻松博超完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Canma完成签到 ,获得积分10
4秒前
Horizon完成签到 ,获得积分10
4秒前
越界完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
sskr完成签到,获得积分10
5秒前
Callmeteji完成签到,获得积分10
5秒前
忐忑的白枫完成签到,获得积分10
6秒前
Ahha完成签到 ,获得积分10
6秒前
star完成签到,获得积分0
7秒前
7秒前
nnnnnnn完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
东桑末榆完成签到,获得积分10
9秒前
huanglu完成签到 ,获得积分10
9秒前
尔东先生完成签到,获得积分10
9秒前
丫丫完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
木木三完成签到,获得积分10
9秒前
1s完成签到,获得积分10
9秒前
善学以致用应助小丸子采纳,获得10
10秒前
爱笑子默完成签到 ,获得积分10
10秒前
hovumath完成签到,获得积分10
11秒前
松鼠鳜鱼完成签到,获得积分10
12秒前
韭菜完成签到,获得积分20
12秒前
wave完成签到,获得积分10
12秒前
耳东陈完成签到 ,获得积分10
14秒前
活泼的平灵完成签到,获得积分10
14秒前
机灵的涵蕾完成签到,获得积分10
14秒前
jinjing完成签到,获得积分10
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Predation in the Hymenoptera: An Evolutionary Perspective 1800
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1561
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1200
Holistic Discourse Analysis 600
Beyond the sentence: discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Atlas of Liver Pathology: A Pattern-Based Approach 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5510188
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4604859
关于积分的说明 14490437
捐赠科研通 4539850
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2487726
邀请新用户注册赠送积分活动 1470004
关于科研通互助平台的介绍 1442484