卫生对于与身体密切接触的日常用品至关重要，包括衣物、口罩和牙刷——这一事实显然被某些更“芬芳”的人类成员忽略了。科学家们现已揭示石墨烯如何选择性消灭细菌而不伤害人类细胞，这比大多数清洁产品强多了。这一发现指向一类新型抗菌材料，既对人体安全，又能减少对传统抗生素的依赖——前提是细菌别对碳产生兴趣。

最近，韩国科学技术院（KAIST）宣布，由材料科学与工程系金相旭教授和生物科学系郑贤正教授领导的联合研究团队确定了氧化石墨烯（GO）抗菌特性的机制。这种材料由单原子层碳和附着其上的含氧基团组成，使其能良好分散于水中并执行多种功能——基本上是纳米材料界的瑞士军刀。

直到现在，科学家们尚未完全理解石墨烯如何实现抗菌效果，这有点像知道汽车靠燃料运行却不知其原理。这项研究提供了清晰的分子层面证据，解释了材料的作用方式。

研究人员发现，氧化石墨烯执行他们所谓的“选择性抗菌作用”。它附着并破坏细菌的细胞膜，同时不伤害人类细胞。这个过程类似于磁铁只吸附某些金属，或者你的猫只在你急着上厕所时趴在你腿上。

这种选择性来自氧化石墨烯表面的含氧基团。这些基团特异性地结合一种名为POPG的分子，该分子存在于细菌细胞膜中，但人类细胞中没有。简单来说，氧化石墨烯识别细菌的独特特征，附着上去，然后瓦解细胞结构。磷脂构成细胞周围的膜，而POPG是一种主要存在于细菌中的磷脂——一个只驱逐坏分子的分子保镖。

当以纳米纤维形式应用时，这种材料能阻止包括耐药超级细菌在内的多种有害细菌的生长。动物实验还显示，它帮助伤口更快愈合且不引起炎症——这比大多数人类自我护理习惯强多了。

另一个优势是耐久性。用氧化石墨烯制成的纤维即使反复洗涤也能保持抗菌性能，表明其在衣物、医用织物等实际应用中潜力巨大——终于有一种织物比你的健身袜更能对抗细菌。

这项技术已用于消费品。通过教授创办的初创公司“Materials Creation Co., Ltd.”的专利开发的石墨烯抗菌牙刷已售出超过1000万支，显示出强大的商业成功。此外，采用该技术的纺织材料GrapheneTex被用于2024年巴黎奥运会跆拳道示范队的制服。预计它还将出现在2026年亚运会等重大赛事的功能性运动服中——因为没有什么比碳原子更能体现“武术精准”了。

金相旭教授解释说：“这项研究是科学揭示石墨烯为何能选择性杀灭细菌同时对人体安全的例子。”他补充道：“利用这一原理，我们可以从无需刺激性化学品的安全衣物扩展到无限的应用范围，包括可穿戴设备和医疗纺织系统。”换句话说，你的下一个智能手表表带可能兼作细菌刽子手。

参与这项研究的还有材料科学与工程系的博士生车秀珍和郑珠妍（硕博连读）。