一种新型固态方法：用硒纳米颗粒增强松木锯末的抗菌和显色性能

把车间废料变成智能木材

每一块家具板材都会产生大量锯末，其中大多数被丢弃或焚烧。该研究展示了如何将这种不起眼的废料升级为一种既美观又能抑制细菌和霉菌的智能材料。通过在松木锯末表面包覆微小的硒颗粒，研究人员制造出一种色彩鲜明且耐菌的木材成分，未来可用于更清洁、更持久的板材、家具和室内饰面。

为什么锯末需要升级

基于锯末的板材已作为更便宜、更可持续的实木替代品用于建筑和家具中。然而，它们存在两大弱点。由于材料多孔且富含天然营养物，尤其在厨房和卫生间等潮湿环境中，容易被细菌和真菌侵占。同时，许多用于提高耐久性的传统胶粘剂和处理剂会向室内空气释放不需要的化学物质。作者们试图以绿色化学和纳米技术的思路，找到一种更清洁的方法，把松木锯末转变为更耐用且外观良好的材料。

木材表面的微小硒颗粒

团队关注于硒纳米颗粒——直径仅为数十亿分之一米的超小硒球。以这种形态存在的硒已知具有强烈的抗菌活性和鲜明的橙色，使其在木材产品中具有双重吸引力。研究者没有使用液态化学品和溶剂，而是开发了一种“固态”方法：将干燥的松木锯末与含硒盐和维生素C粉末混合，然后轻轻研磨。这个简单的步骤在锯末表面触发了化学反应，形成粘附在木纤维上的硒纳米颗粒。

观察与测量新材料

为了确认工艺有效，研究人员用多种成像与测量手段检查了处理后的锯末。电子显微镜显示未处理的颗粒表面光滑、呈纤维状，而处理过的样品被均匀分布的、直径从几纳米到几十纳米不等的圆形硒纳米颗粒覆盖。其他方法证实硒已形成固体晶体，且木材结构本身保持完好。肉眼可见，处理后的锯末由浅米色变为均匀的橙色，色度测量表明颜色强度随硒负载量上升至最佳水平，超过该水平后颗粒拥挤和团聚会降低显色效果。

抑制细菌与霉菌

真正的检验是被改性的锯末能否阻止微生物生长。团队将少量未处理和处理过的锯末压入接种了常见问题微生物的营养凝胶中：两种常见于受污染水和表面的细菌，以及三种容易侵害木材的霉菌。普通锯末没有保护效果。相比之下，包覆硒的锯末在周围形成了明显的无菌抑制圈。对于某些细菌和黑曲霉（Aspergillus niger），表现最好的样品产生的抑菌区与用类似方法测试的标准抗生素和抗真菌药物相当甚至更大。有趣的是，这里也存在最佳硒用量：过少保护力弱，而过多会导致颗粒团聚并略微降低性能。

从废锯末到保护性表面

简单来说，这项工作表明，一种干法、一步混合工艺可以在不使用液态溶剂或额外稳定剂的情况下，将剩余的松木锯末转化为明亮的橙色抗菌成分。硒纳米颗粒牢固附着于木材，既赋予显色效果，又能抵御多种细菌和霉菌的侵袭。由于该方法工艺直观、可放大并以废木材为基础，它有望帮助制造商在减少对更强刺激性化学处理依赖的同时，生产更安全、更卫生的板材、涂层和包装材料。

引用: Zaghloul, N., El-Twab, M.A. & Sayed-Ahmed, K. A novel solid-state approach for enhancing the antimicrobial and colorimetric properties of pine sawdust using selenium nanoparticles. Sci Rep 16, 10887 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42703-9

关键词: 锯末, 硒纳米颗粒, 抗菌表面, 木质复合材料, 绿色材料