共沉淀法合成PEG功能化ZnO纳米颗粒：结构调控与抗菌性能增强机制研究

　　本研究发现通过共沉淀法结合尿素和不同浓度PEG（0.1-0.5 g）修饰的ZnO纳米颗粒（ZONPs）可显著改善其理化特性与抗菌性能。表征显示0.3 g PEG修饰样本具有最优形态结构、最高ROS生成能力及广谱抗菌活性（对金黄色葡萄球菌抑制圈达16 mm），为缺陷工程策略设计高性能抗菌纳米材料提供了新思路。

　　

Highlighting the impact of particle size and surface chemistry

以尺寸效应与表面化学为核心影响因素，Silva等人[14]发现溶胶-凝胶法合成的ZONPs对金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌（E. coli）具有显著抑制活性——该研究通过三甲氧基硅烷（3-glycidyloxypropyl）实现表面修饰，并利用反应时间精准控制颗粒尺寸。Karvan团队[16]则系统评估了ZONPs对这两种病原菌的抗菌效能。Kalyani Ghule等人[15]报道了一种无需粘合剂的超声辅助技术，可将具有强抗菌活性的ZONPs高效负载于纸基材料表面。

ZnO纳米颗粒虽具备强抗菌特性，但仍面临聚集倾向、细胞毒性及机制认知不完善等挑战。现有研究多聚焦于原始ZnO，对表面修饰关注不足。PEG化（PEGylation）通过增强稳定性、降低毒性及优化生物相互作用，为此提供了创新解决方案。本研究系统探讨PEG功能化ZnO纳米颗粒，旨在突破现有局限，推动其成为安全高效的抗菌剂。

The present work bridges these gaps

本研究通过共沉淀法合成不同PEG负载量（0、0.1、0.3和0.5 g）的ZnO纳米颗粒，其中PEG仅作为临时修饰剂并在煅烧后完全去除。与PEG包覆体系不同，该策略可清晰解析PEG对颗粒生长与缺陷形成的影响，明确揭示PEG含量与晶粒尺寸减小、拉曼峰强度变化及形态演变之间的关联。

研究进一步发现0.3 g PEG为最优条件，可最大化氧相关缺陷与ROS活性，从而对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均产生卓越抗菌性能。该策略创新性地将PEG作为牺牲剂来调控ZnO的结构与缺陷属性，为高性能抗菌纳米材料的缺陷工程设计开辟了新路径。

Structural analysis

X射线衍射分析证实，以尿素为沉淀剂并经不同浓度PEG修饰合成的ZnO纳米颗粒均呈现晶体结构。2θ角位于31.89°、34.5°、36.35°、47.63°、56.71°、62.96°、66.49°、68.04°、69.17°、72.68°和77.06°的衍射峰，分别对应六方纤锌矿结构的（100）、（002）、（101）、（102）、（110）、（103）、（200）、（112）、（201）、（004）和（202）晶面，与JCPDS卡片（No. 36-1451）完全匹配（图3）。XRD结果表明...

Conclusion

通过共沉淀法在精确控制的条件下，以尿素为沉淀剂并采用不同浓度聚乙烯 glycol（0.1、0.3和0.5 g）作为形态修饰剂，成功合成ZnO纳米颗粒。XRD分析证实其形成六方纤锌矿晶体结构，且平均晶粒尺寸随PEG浓度增加从24.4 nm增至27.9 nm。拉曼光谱进一步佐证了合成纳米颗粒的相纯度...