公共高频接触表面（如电梯按钮、医院扶手、门把手等）是细菌传播的重要载体，极易引发交叉感染和传染病大规模爆发。传统消毒方式（如含氯消毒剂、酒精喷洒等）效果短暂，且需频繁操作，难以满足持续防疫需求。然而，传统消毒方式要么效果短暂，要么依赖外部能量，难以满足高频接触场景的实时防疫需求。

近日，西安理工大学汤玉斐教授和吴子祥教授团队在期刊《Chemical Engineering Journal》上，发表了最新研究成果“CuO2-loaded quaternized chitosan-based composite nanofiber membranes: Immediate contact antibacterial for high-risk public surface engineering”，研究者通过静电纺丝技术制备，以聚乙烯醇（PVA）、季铵化壳聚糖（HACC）为基材，负载过氧化铜（CuO2）纳米颗粒，并利用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）进行交联改性，研发出一种PVA/HACC/IPDI-CuO2复合纳米纤维膜，创新性地实现“细菌捕获+ROS纳米炸弹杀菌”双重功能，为公共表面防疫提供全新解决方案。

图1 细菌吸附脱附实验流程示意图及性能评价

相比传统消毒方式30分钟的效果窗口，该膜表面富含羟基、氨基等亲水基团，结合HACC的阳离子特性，可在1秒内快速捕获并固定接触的细菌，（如图1所示），彻底压缩细菌传播时间差，快速切断传播路径，特别适用于电梯按钮等每分钟高频接触场景。

图2 纤维膜的抗菌机制及实验验证

同时，细菌表面的水分会触发膜中CuO2快速释放大量活性氧（ROS），包括羟基自由基（·OH）、超氧阴离子（·O2-）等，在90秒内实现>6-log的活菌数减少（杀菌率>99%），彻底瓦解细菌的氧化平衡与细胞结构。抗菌成分通过化学键固定于膜表面，无溶出风险，避免了对人体健康和环境的潜在危害，适合医院、商场、地铁等敏感环境。

图3纤维膜在实际使用环境中的抗菌效果

此外，该膜经过60次循环污染后仍保持高效杀菌性能。在实际应用测试中，将其贴附在日均使用量超千次的宿舍电梯按钮上，24小时后表面未检测到任何活菌，而未处理按钮则细菌滋生严重。值得一提的是，该材料无需光照、高温等外部能量输入，即使在干燥黑暗环境下也能稳定产生ROS，完美适配各类公共场景。

该纳米纤维膜可灵活适配电梯按钮、医院床栏、公共交通扶手等高频接触表面，无需改变现有设施结构，仅需简单贴合即可发挥作用。其快速捕获+即时杀菌的双重机制，有效切断细菌交叉传播链条，为传染病防控提供主动防御手段，有望在医疗、公共交通、商业建筑等领域广泛应用，为公共卫生安全筑牢第一道防线。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.172004

人物简介：

汤玉斐，三级教授、博士生导师，西安理工大学教务处处长、陕西省腐蚀与防护重点实验室主任。陕西省高层次人才特殊支持计划“青年拔尖人才”、陕西省高等学校“青年杰出人才”、陕西省“青年科技新星”、中国材料研究学会青年工作委员会理事、中国生物材料学会口腔颅颌面材料专业委员会员、中国研究型医院学会骨科创新与转化专业委员会骨科生物材料与内植物研发学组委员、中国机械工业教育协会材料科学与工程专业教学指导委员会委员、陕西省“四主体一联合”稀有金属材料涂层制品先进制造校企联合研究中心技术委员会委员。主持国家自然科学基金和省部级基金与企业委托课题20余项、省级教学改革研究项目3项，以第一或通讯作者在Adv. Funct. Mater.,ACS Appl. Mater. Inter.,J. Mater. Chem.A等期刊发表论文70余篇，出版专著1部，授权国家发明专利40余件，已技术转化10余件，企业产生经济效益超两亿元。