水性聚氨酯以水为分散介质的绿色环保且无毒无害的高分子材料，具有高光泽、高耐磨性、加工性好、性能可调等特点，常常被用于皮革涂饰。然而其分子链中含有大量亲水基团，导致其涂层存在耐水性不好且易吸潮的缺点。除此之外，涂饰之后皮革表面形成一层致密的薄膜，使人体散发的水汽无法扩散至外界，皮革产品使用及存储过程中容易存积汗液和污垢，从而引起细菌及霉菌的繁殖和生长，不仅会侵害腐蚀皮革产品，而且影响穿戴者的身体健康。针对以上问题，陕西科技大学科锐新材料研究所马建中教授等人提出了一种具有疏水性和抗菌性能的皮革功能涂层。相关成果发表在化工领域国际顶级期刊《Chemical Engineering Journal》（IF=13.27）。如图1所示，以疏水性聚氨酯丙烯酸酯（HWPUA）为基体，与负载碳量子点和二硫化钼量子点的树枝状纤维形纳米二氧化硅（DFNS@CQDs-MoS₂）粒子复合后得到HWPUA/DFNS@CQDs-MoS₂涂层材料，能够显著提高其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和黑曲霉菌的抗粘附和抗菌活性。

图1 HWPUA/DFNS@CQDs-MoS₂涂层材料的制备示意图

由于DFNS@CQDs-MoS₂良好的光催化活性，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和黑曲霉菌的抗菌率分别为99.98%、95.35%和99.99%。如图2所示，仅光照后的细胞结构完整，细胞膜光滑无破损，DFNS@CQDs-MoS₂处理并光照后细胞均发生不同程度的泄露和破损。这主要是由于DFNS@CQDs-MoS₂纳米粒子光催化产生的活性氧、CQDs的多胺表面以及CQDs和MoS₂QDs的小尺寸效应，破坏细胞膜、蛋白质、DNA和/或RNA，最终导致细菌内容物泄漏和死亡。

图2氙灯照射15分钟后的（a）金黄色葡萄球菌细胞、（b）大肠杆菌细胞和（c）黑曲霉菌细胞的（A）SEM和（B）TEM图；

用DFNS@CQDs-MoS₂处理并用氙灯照射15分钟的（a₁）金黄色葡萄球菌细胞、（b₁）大肠杆菌细胞和（c₁）黑曲霉菌细胞的（A）SEM和（B）TEM图

通过确定抑菌圈来评估未涂饰革样、HWPUA涂饰革样和HWPUA/DFNS@CQDs-MoS₂涂饰革样的抗菌性能。如图3所示，HWPUA涂饰革样由于疏水表面的抗粘附性能表现出一定的抗菌性能。在HWPUA中引入DFNS@CQDs-MoS₂后，由于抗粘附和杀菌作用对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和黑曲霉菌的抑菌圈直径显着变大。

图3（a）未涂饰革样、（b）HWPUA涂饰革样和（c）HWPUA/DFNS@CQDs-MoS₂涂饰革样对

（A）金黄色葡萄球菌、（B）大肠杆菌和（C）黑曲霉菌的抑菌圈图

相关成果以“CQDs-MoS₂QDs Loaded on Dendritic Fibrous Nanosilica/Hydrophobic Waterborne Polyurethane Acrylate for Antibacterial Coatings”为题发表在Chemical Engineering Journal(Chemical Engineering Journal,2021,doi.org/10.1016/j.cej.2021.132170)上。陕西科技大学硕士研究生刘晨艳为该论文主要完成人，通讯作者为马建中教授、闫凯博士。