由于遠紅色熒光蛋白研究人員轉(zhuǎn)向其基因組成，一種絲綢雜交材料在被綠光照射時攻擊細菌。

全天然材料比傳統(tǒng)的光催化或光活化更安全，可以殺死有害的病原體，如細菌，這些病原體使用潛在的生物危害半導(dǎo)體，需要致癌的紫外線才能激活。由普渡大學和韓國國家農(nóng)業(yè)研究所設(shè)計的絲綢替代品將使用等離子體光催化劑樣生物材料和可見光，這也有助于傷口愈合和環(huán)境修復(fù)，包括空氣和水凈化。他們的研究結(jié)果于3月12日早期發(fā)表在Advanced Science上。

“絲綢是一種古老而著名的生物材料，”普渡大學生物醫(yī)學工程副教授Young Kim說。“它與人體沒有任何問題。綠光的好處在于它沒有害處 - 顏色對應(yīng)于太陽光譜中最強的強度。”

為了結(jié)合絲綢和綠光的優(yōu)勢，研究人員將“遠紅色熒光蛋白”mKate2的基因插入到絲綢宿主中。在所產(chǎn)生的混合物上照射綠燈產(chǎn)生活性氧(ROS)，其是用于分解有機污染物并攻擊病原體的膜和DNA的有效自由基。

當熒光絲上的大腸桿菌被弱綠光照射60分鐘時，細菌的存活率降至45%。

研究人員發(fā)現(xiàn)混合物可以加工成溶液，薄膜，繃帶和織物。普渡大學生物醫(yī)學工程學院的訪問學者Jung Woo Leem說：“我們基本上已經(jīng)在絲綢中添加熒光，以便利用可見光進行消毒或去污。”

Kim的團隊認為，與其他等離子體光催化劑相比，綠光活化紅色熒光絲可以更有效和可擴展，其中從半導(dǎo)體材料雜化的金屬納米顆粒也使用可見光，但仍然可能造成負面的環(huán)境后果。

“絲光催化劑比等離子體光催化劑生產(chǎn)更容易，更安全，因為蠶而不是工業(yè)設(shè)施，可以提供產(chǎn)生ROS的物質(zhì)。這是一種全新的納米材料綠色制造，”Kim說。

由于環(huán)境白光還包括綠光，研究人員預(yù)計，只要綠燈控制ROS的產(chǎn)生，絲混合材料通常應(yīng)具有足夠強的光源來產(chǎn)生ROS。

Kim的團隊計劃利用絲綢與人體內(nèi)外的生物相容性。“我們正在考慮一些可植入和注射的傷口愈合材料，這些材料隨著時間的推移會溶解在體內(nèi)。然后我們就不需要做額外的手術(shù)來取出它，”Kim說。