编辑推荐：
为解决纳米颗粒合成及应用问题，研究人员用百里香合成 Fe2O3 NPs，其具多种功能，有应用潜力。
在科技飞速发展的今天，纳米颗粒在众多领域展现出巨大的应用潜力。然而，传统的纳米颗粒合成方法往往存在高成本、高毒性以及对环境不友好等问题，这限制了它们在一些领域，尤其是生物医药和农业领域的广泛应用。同时，随着环境问题的日益严峻，如何高效降解有机污染物、净化水资源成为亟待解决的难题。在农业方面，面对不断变化的环境挑战，提升植物生长、增强植物对环境的适应能力也至关重要。
在此背景下，来自伊朗乌尔米亚大学土壤科学系、农业与自然资源研究教育中心以及园艺系的研究人员 Sanaz Ashrafi - Saiedlou、MirHassan Rasouli - Sadaghiani 和 Mohammad Fattahi 开展了一项极具意义的研究。他们利用伊朗常见的植物百里香（Thymus migricus）提取物，通过绿色合成方法制备了氧化铁纳米颗粒（Fe2O3 NPs），并对其进行了全面的表征和多方面的性能研究。该研究成果发表在《Heliyon》杂志上。
为了开展此项研究，研究人员运用了多种关键技术方法。他们采用 UV - Vis 光谱、XRD（X 射线衍射）、FTIR（傅里叶变换红外光谱）、FESEM（场发射扫描电子显微镜）、EDX（能量色散 X 射线光谱）、TEM（透射电子显微镜）、BET（Brunauer - Emmett - Teller 分析）和 DLS（动态光散射）等技术对合成的 Fe2O3 NPs 进行表征；通过染料降解实验评估其光催化活性；利用 Kirby - Bauer 纸片扩散技术测定其抗菌活性；采用 DPPH（2,2 - 二苯基 - 1 - 苦基肼基）法检测其抗氧化活性；通过对荞麦种子发芽及幼苗生长相关指标的测定，研究其对种子引发的作用。
研究结果如下：
- 活性成分分析：分析百里香提取物发现，其中总酚含量（37.04 ± 4.95 mg 没食子酸 /g 干重）高于总黄酮含量（11.73 ± 0.554 mg 槲皮素 /g 干重），这些成分在纳米颗粒合成中起重要作用。
- 纳米颗粒表征
- UV - Vis 光谱：合成过程中溶液颜色变化及 365 nm 处吸光度增加，表明 Fe2O3 NPs 成功合成，且提取物中的酚类、黄酮类等物质参与了合成。
- XRD 分析：确定了合成的 Fe2O3 NPs 具有正交晶系结构，晶体尺寸为 14.47 nm。
- FTIR 分析：检测到多个与特定功能基团相关的吸收峰，这些基团参与了 Fe 的还原过程。
- FESEM 和 EDX 分析：EDX 显示样品主要由铁和氧组成，SEM 观察到纳米颗粒呈球形且有团聚现象。
- TEM、BET 和 DLS 分析：TEM 显示纳米颗粒尺寸在 1 - 21 nm 之间，平均尺寸为 14.74 nm，BET 分析表明其具有一定的比表面积、孔径和孔体积，DLS 测得其平均流体动力学直径为 160.8 nm。
- 功能特性研究
- 光催化活性：Fe2O3 NPs 对亚甲基蓝（MB）、甲基橙（MO）和甲基紫（MV）等染料具有良好的降解效果，降解率分别为 61%、64.5% 和 84.6%。
- 抗菌活性：对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、大肠杆菌（Escherichia coli）、丁香假单胞菌（Pseudomonas syringae）和肠炎沙门氏菌（Salmonella enterica）均有显著抗菌作用，在 400 μg/mL 浓度下，对金黄色葡萄球菌和肠炎沙门氏菌的抑菌圈直径分别为 16.15 ± 0.19 mm 和 13.31 ± 0.46 mm。
- 抗氧化活性：通过 DPPH 法测定，Fe2O3 NPs 的 IC50值为 2.85 ± 0.29 μg/mL，表现出较强的抗氧化活性。
- 种子引发效果：低浓度（25 - 75 mg/L）的 Fe2O3 NPs 促进荞麦种子萌发和幼苗生长，高浓度（200 mg/L）则抑制萌发，但会增加幼苗的总酚、总黄酮含量和抗氧化酶活性。
研究结论和讨论部分指出，该研究成功开发了一种可持续的方法，利用百里香提取物绿色合成了具有多功能的 Fe2O3 NPs。这些纳米颗粒在光催化、抗菌、抗氧化以及种子引发等方面表现出优异的性能，在环境污染物去除、医药和农业等领域具有巨大的应用潜力。然而，目前仍有一些问题需要进一步研究，如纳米颗粒的大规模合成、长期稳定性以及对植物种子、土壤生物和人类健康的潜在影响等。未来，需要更多的研究来深入了解这些问题，以实现纳米颗粒在各领域的安全、有效应用。这一研究成果为纳米技术在多领域的发展开辟了新的道路，有望推动相关产业的绿色可持续发展。
