ZnO纳米流体的生态毒性机理研究与调控

This research aims to investigate the toxicology effect of ZnO nanofluids against microbiology and geo-ecology environment. Research on ZnO nanofluids preparation and the factors effecting the toxicology of ZnO nanofluids will be done in this work. SEM,TEM,XRD,EPR, fluoresence analysis will be used to characterize ZnO nanofluids. Particle size, morphorlogy, active oxygen species and solubility of ZnO nanofluids under different condition will be examined. Analysing the toxicology activities of ZnO nanofluids at different condition will help to understand and control the toxicology effect of ZnO nanofluids against microbiology. The research will provide a toxicology theory of ZnO nanofluids which is vital when applied in industry.

本项目以研究ZnO纳米流体生态毒性机理为目标，深入探讨ZnO纳米流体对细菌生态圈的影响。通过研究ZnO纳米流体的预处理方法及影响ZnO纳米流体的细菌毒性的因素，控制ZnO纳米流体的细菌毒性，并确定纳米流体与细菌生存条件的关系，减少ZnO纳米流体对细菌生态环境的影响。研究采用SEM，TEM，XRD，EPR，荧光分析等测量手段，深入分析ZnO纳米流体的物理化学特性，测定ZnO纳米材料的颗粒大小、形状、活性氧成分及含量、溶解度等参数；分析细菌种类、量，光条件及超声场下的细菌毒性，通过探讨物理化学参数与细菌毒性试验之间的关联，从活性氧成分、自由Zn离子浓度、溶解度等方面，阐明ZnO纳米流体的生态毒性机理，揭示ZnO纳米流体的细菌毒性，并对其生态影响进行分析预测。本研究对于科学发展ZnO纳米流体，了解ZnO纳米流体的地球环境效应，推动ZnO纳米流体在工程中的合理应用具有重要的理论与工程的意义

随着纳米科技和材料技术的发展，纳米颗粒的生态毒性越来越受到重视。本项目以ZnO纳米流体为研究对象，研究了ZnO纳米流体的物理、化学和生物特性，并研究了超声外场下，ZnO纳米流体的毒性变化，以及ZnO纳米流体的生态毒性机理。研究表明纳米ZnO流体对革兰氏阴性菌和阳性菌都具有细菌毒性，其细菌的毒性会随着浓度增加、流体中团聚物粒径的降低和超声外场的引入而增加。引入超声外场时，与超声相关的因素如超声的时间、超声频率、超声功率等对ZnO纳米流体的细菌毒性有一定的影响。实验结果显示，低频、高强度的超声能够取得更好的抗菌效果；当超声时间在1min以内时，超声10s取得的抗菌效果最好，1min后，随着时间的增加，抗菌效果也更加明显。在ZnO纳米流体和超声外场作用下，系统中活性氧的存在是ZnO纳米流体产生细菌毒性的原因之一。超声协同ZnO纳米流体在一定程度上使细菌内外膜的通透性发生变化。细胞外膜通透实验的荧光试验结果显示，ZnO纳米流体单独作用时，峰值在1h后取得，在超声的协同作用下，细胞外膜的通透性变化更快，吸光度值在0.5h后达到。然而与单独使用ZnO纳米流体相比，超声的协同并没有增加细胞外膜的通透性。细胞内膜的通透性实验显示在超声的协同作用下，细胞内膜的通透性变化高于单一ZnO纳米流体作用实验组。