氨基化纳米塑料上生态冠状病毒的形成与开花形成的蓝藻细菌的细胞外聚合物相互作用:用DFT研究的洞察力机制
Rui Zhu1, Xiao Tan1, Imran Ali1
1Key Laboratory of Integrated Regulation and Resource Development on Shallow Lakes, Ministry of Education, College of Environment, Hohai University, Nanjing 210098, PR China.
氨基化纳米塑料 (NP) 与原始的NP相比,与蓝色细菌物质的聚合更强. 这种由静电力和键驱动的相互作用,会影响藻类开花期间的NP环境行为.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 环境化学环境化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 纳米塑料 (NP) 是广泛存在的环境污染物,其行为不太清楚.
- 氨基化NP具有很高的毒性,因此需要研究它们与环境的相互作用.
- 蓝藻细菌的开花释放出细胞外聚合物质 (EPS),可以影响NP的命运.
研究的目的:
- 在原始和氨基化聚乙烯NP (PSNP) 上研究生态冠状病毒形成机制,使用来自Microcystis aeruginosa的EPS.
- 阐明EPS与不同PSNP类型之间的结合力和亲和力.
- 了解在蓝藻细菌开花期间氨基化NP相互作用对环境的影响.
主要方法:
- 在EPS的存在下对NP聚合和表面变化的实验研究.
- 在NPs的元素组成和功能组的表征后生态冠状病毒形成.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以建模约束力和能量.
主要成果:
- 纯净的PSNP表现出初始聚合,随后与EPS进行排斥.
- 氨基化PSNP-NH2在更高的EPS度下呈现出增加的聚合.
- DFT的计算揭示了静电相互作用,结合和范德瓦尔斯力作为关键的结合机制,PSNP-NH2对多糖体EPS的亲和力更高.
结论:
- 与原始纳米塑料相比,氨基化纳米塑料更容易与蓝色细菌EPS相互作用.
- 鉴定出多糖的化物分支是首选的结合部位.
- 这些发现有助于更好地了解淡水系统中氨基化NP的环境命运,特别是在藻类开花期间.
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