最近，细菌感染已经成为全球健康和经济领域的严重威胁。超级耐药细菌(MDR)的出现导致传统抗生素失去效力，进一步加剧了这一威胁。目前，许多研究正在探索构建人工酶、肽序列和纳米材料以消除细菌。这些抗菌策略对细菌的作用机制主要包括光热疗法(PTT)、光动力疗法(PDT)、声动力疗法(SDT)和化学动力疗法(CDT)等。然而，仅采用单一治疗方式如较高的温度可能会引发不必要的促发性反应。因此，尽管一些抗菌方法被认为是安全有效的途径，但由于后续机体生理反应和新型细菌的产生，可能无法完全实现灭菌效果。近红外光激发的光热疗法被广泛视为一种有效的抗菌治疗方法，因其适用于多种治疗场景。异质结等半导体通过能带工程结构可以将上述治疗方法如光动力疗法与光热疗法有机结合，被认为是一种具有前景的策略，可能形成高效的多机制协同抗菌效果，进而提高各类细菌氧化消毒效果。基于此，四川大学高分子科学与工程学院陈显春教授与建筑与环境学院张静副教授合作开发了一种生物异质结工程体系，用于光热/光催化协同抗菌。

黑磷（BP）在光电子、生物医药、催化等领域有着广泛的应用前景。由于BP良好的光热性能和生物相容性，许多BP复合材料通过光热治疗等多种策略在疾病治疗中产生了优异的协同效应，值得进一步研究。目前，二硫化钼（MoS₂）已被广泛应用于光催化领域，同时也作为助催化剂形成各种异质结构。理论证明，少量的MoS₂可以减少复合材料中电子空穴对的复合现象，并提高载流子输运效率。

基于此，由于BP与MoS₂在生物相容性和热电性能方面表现出优异特点，理论上它们的结合将产生高效的光热与光催化协同机制，以解决耐药菌的临床问题。我们设计了2D BP/MoS₂纳米片，并近红外照射下对其单独构建光热-光催化治疗抗菌体系进行了测试。研究发现，异质结通过光热转换可在5分钟内加热到51.8°C，并且还具有优异的光热循环性能（图二）。BP/MoS₂的耐高温和稳定性使其具有出色而持久的杀菌效果。在近红外下对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和耐药菌具有新的光热-光催化抗菌机制。BP/MoS₂在400 μg/L时细菌致死率接近100%，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和鲍曼不动杆菌的光热裂解效率最高（图三）。此外，还设计了一系列体外自由基实验，存在验证了BP/MoS₂-NIR体系中的·O^2-和¹O₂。并通过EPR试验探讨了ROS的产生方式和作用机理（图四）。最后，总结了协同抗菌作用的两种机制，即丰富的ROS和高温可以有效破坏细胞壁损伤和细菌裂解。