碳纳米管及其复合材料的应用研究进展

赵传欣，陈高云，顾恰敏，刘 敏

（陆军防化学院，北京 102205）

碳纳米管（CNTs）是纳米材料的典型代表，自1991年被Iijima[1]发现以来，得到了广泛的关注和研究。碳纳米管是一种由碳原子经sp2杂化形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空管体新型纳米材料。按照石墨烯片的层数可将其分为单壁碳纳米管（SWCNTs）和多壁碳纳米管（MWCNTs）。深入了解和研究碳纳米管的结构与性能发现，碳纳米管可在抗菌、制作组织工程支架、作为药物载体、用于肿瘤治疗等方面发挥出色的效果。

1 抗菌作用

1.1 单壁碳纳米管的抗菌作用

单壁碳纳米管具有较小的管径和较大的比表面积，可以与细菌充分接触，穿透细菌的细胞壁，起到杀灭细菌的作用，因此具有良好的抗菌能力。SWCNTs的纯度、用量、处理时间和分散性都对其抗菌作用有一定影响。研究表明，纯度越高的SWCNTs对细菌的杀灭能力越强，且抗菌活性与用量和处理时间呈正相关。高分散SWCNTs由于增加了和细菌接触的机会，表现出更好的抗菌效果，在溶液中如同纳米飞镖一般，穿透细胞并破坏其完整性，达到杀菌的目的。SWCNTs的尺寸也对其抗菌活性有一定影响，Yang等[2]比较了3种不同长度的SWCNTs的抗菌活性发现，长SWCNTs比短SWCNTs的抗菌活性更强，原因主要是尺寸影响了与细菌细胞聚集的方式，从而影响了相互作用的效果。

1.2 多壁碳纳米管的抗菌作用

与SWCNTs相比，MWCNTs的抗菌作用较为温和，优势是成本较低和细胞毒性较小。目前主要通过负载其他材料对MWCNTs进行改性以增强其抗菌性能，改性方法主要有两种，分别为共价修饰和非共价修饰。……