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Scalable covalently functionalized black phosphorus hybrids for broadspectrum virucidal activity

  • At the onset of viral outbreaks, broad-spectrum antiviral materials are crucial before specific therapeutics become available. We report scalable, biodegradable black phosphorus (BP) hybrids that provide mutation-resilient virucidal protection. BP sheets, produced via an optimized mechanochemical process, are covalently functionalized with 2-azido-4,6-dichloro- 1,3,5-triazine to form P=N bonds. Fucoidan, a sulfated polysaccharide with intrinsic antiviral activity, and hydrophobic chains are then incorporated to achieve irreversible viral deactivation. The material exhibits strong antiviral inhibition and complete virucidal activity against multiple viruses, including recent severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) variants. It maintains high biocompatibility, remains effective against viral mutations, and is shelf stable for at least five month. The combination of biodegradability, scalable synthesis, and synergistic antiviral and virucidal mechanisms establishesAt the onset of viral outbreaks, broad-spectrum antiviral materials are crucial before specific therapeutics become available. We report scalable, biodegradable black phosphorus (BP) hybrids that provide mutation-resilient virucidal protection. BP sheets, produced via an optimized mechanochemical process, are covalently functionalized with 2-azido-4,6-dichloro- 1,3,5-triazine to form P=N bonds. Fucoidan, a sulfated polysaccharide with intrinsic antiviral activity, and hydrophobic chains are then incorporated to achieve irreversible viral deactivation. The material exhibits strong antiviral inhibition and complete virucidal activity against multiple viruses, including recent severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) variants. It maintains high biocompatibility, remains effective against viral mutations, and is shelf stable for at least five month. The combination of biodegradability, scalable synthesis, and synergistic antiviral and virucidal mechanisms establishes BP-conjugates as a new class of highly efficient antivirals. They offer a broad spectrum antiviral solutions that could bridge the gap between antiviral medicines and general antiseptics.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Na Xing, Jasmin ErORCiD, Ricardo M. Vidal, Sandhya Khadka, Robert SchusterbauerORCiD, Maik Rosentreter, Ranen Etouki, Rameez Ahmed, Taylor Page, Philip NicklORCiD, Obida Bawadkji, Anja Wiesner, Jörg RadnikORCiD, Vasile-Dan HodoroabaORCiD, Kai Ludwig, Jakob Trimpert, Ievgen DonskyiORCiD
Dokumenttyp:Preprint
Veröffentlichungsform:Graue Literatur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):arxiv.org
Jahr der Erstveröffentlichung:2025
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.1 Oberflächen- und Dünnschichtanalyse
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Cornell University
Verlagsort:Ithaca, NY
Aufsatznummer:arXiv:2510.12854
Erste Seite:1
Letzte Seite:22
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Antiviral materials; Biodegradability; Black phosphorus; Functionalization; Sheets
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Advanced Materials
DOI:10.48550/arXiv.2510.12854
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-652941
ISSN:2331-8422
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoAllgemeines Deutsches Urheberrecht
Datum der Freischaltung:07.01.2026
Referierte Publikation:Nein
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Preprints der BAM
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