近期，中国科学技术大学环境科学与工程系在Science Advances发表题为“Biological self-protection inspired engineering of nanomaterials to construct a robust bio-nano system for environmental applications”的论文。该研究受微生物分泌胞外聚合物（EPS）减缓纳米毒性的启发，提出通过微生物自分泌的EPS修饰纳米材料以构建高相容性的纳米-生物界面的新策略。

纳米材料可以增强基于微生物的化学品生产或污染物去除，例如，纳米零价铁(nZVI)作为电子源可以增强微生物还原去除污染物。构建生物纳米界面是生物-纳米系统运行的关键，但由于纳米毒性导致界面相容性较低，影响了系统的性能。基于微生物通过分泌胞外聚合物(EPS)抵抗纳米毒性的特性，我们设计了一种高度兼容的生物纳米界面，通过微生物自分泌的EPS修饰nZVI，大大提高了由nZVI和细菌组成的生物纳米系统的性能。EPS修饰可减轻nZVI引起的膜损伤和氧化应激。此外，EPS减轻了nZVI的团聚，并通过包裹伪装减少了细菌对nZVI的排异，有利于生物-纳米界面的形成，从而促进nZVI向细菌提供电子以去除污染物。这项工作为构建稳健高效的生物-纳米系统提供了新策略。

图 利用微生物胞外聚合物对纳米材料进行仿生改性

研究工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持。

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adp2179