纳米抗菌材料作为抗生素的替代品,近年来得到了飞速的发展,为应对细菌感染的挑战提供了新的途径。纳米材料因其独特的结构特性及物理化学性质,能够广谱或选择性地杀死细菌,且不受细菌耐药性的影响,同时拥有较为良好的生物安全性。然而,尽管纳米材料的抗菌性能优异且部分已经投入临床实验中,纳米抗菌材料的实际应用仍然面临以下问题,如抗菌活性不尽人意、生物安全性有待提高及对抗菌机制了解不充分等。因此,对新型高效纳米抗菌材料的设计与开发具有重大意义。基于此,本论文提出了新的功能化纳米材料设计策略,开展了新型高效纳米抗菌体系的构建、表征、抗菌机制分析及实际应用可行性的一系列研究,主要成果概括如下:1.设计构建了生物启发的纳米蜘蛛网抗菌体系,以实现对细菌高效的捕获与杀伤。受到蜘蛛捕虫行为的启发,利用金属银与腺嘌呤间的配合作用,成功制备了网状结构的功能化纳米材料。这种类似蜘蛛网的纳米材料具有主动捕获细菌的功能和优异的抗菌活性,二者的协同作用使纳米材料的抗菌效率得以提升。并且,我们还对该材料的抗菌机制进行了系统的分析,探究了其优秀抗菌活性的来源。更重要的是,我们还利用纳米蛛网抗菌材料制成了具有伤口感染治疗功能的抗菌创可贴,与市场上在售的商品化创可贴相比,这种抗菌创可贴对耐药的革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌表现出卓越的抗菌效果。该研究为合理设计新一代杀菌剂以面对今后超级细菌爆炸的挑战提供了新的思路。2.利用聚多巴胺和铜的螯合作用,设计合成了具有类过氧化氢酶和过氧化物酶活性的纳米酶马达。该材料能够高效地催化过氧化氢分解产生氧气用于推动纳米马达运动,同时生成活性氧自由基用于细菌杀伤。在多巴胺基质的光热效应促进下,纳米马达的扩散范围明显扩大,有效地增强了活性氧的作用范围。多项抗菌实验结果表明,纳米酶马达可以高效地抑制细菌生长,并在表面进行特异性修饰后,对耐药革兰氏阳性菌也表现出显著的抗菌活性。该研究通过马达运动的方式优化了活性氧类抗菌纳米酶的作用范围,解决了传统纳米酶杀菌效率受限的问题,对设计研发新型纳米抗菌剂具有参考价值。