Графен навчили вбивати бактерії

Пористий графен, отриманий за допомогою лазера, виявився наділений хорошими антиобростаючими властивостями, тобто не дозволяє різним мікроорганізмам накопичуватися на своїй поверхні. Крім того, дослідники з Університету Райса, де була виконана робота, виявили, що при додатку до такого графену електричного струму невеликої напруги він починає ефективно вбивати бактерії. Дослідження опубліковано в журналі


Обростання конструкцій мікроорганізмами у вологих умовах може сильно впливати на їх експлуатацію. Наприклад, обростання бортів суден може знижувати їх швидкість, а також прискорювати корозію, через що вартість їх експлуатації значно підвищується. Існують спеціальні фарби і покриття, що захищають конструкції від обростання.


У своїй роботі вчені досліджували графен, отриманий за допомогою лазера (Laser Induced Graphene, LIG), відкритий в Університеті Райса в 2014 році. Він виходить за допомогою опромінення лазером полімерної плівки з поліміїду, в результаті чого вуглець полімеру переходить у графен з хаотичною структурою. Цей метод отримання графенових структур виявився набагато простішим і дешевшим, ніж інші відомі на той момент. Дослідники вирішили вивчити вплив такого графена на живі організми. З'ясувалося, що він має деяку антибактеріальну дію, як і звичайний одношаровий графен. Однак виявилося, що при додатку невеликої напруги (від 1,1 до 2,5 вольт) до такого матеріалу антибактеріальний ефект багаторазово посилюється.

Щоб кількісно виміряти ефект, вчені використовували бактерії синьогнійної палички (), позначені зеленим флуоресцентним білком у розчині з концентрацією близько 4 тисяч бактерій на мілілітр. При додатку напруги в 2,5 вольта бактерії повністю зникали з електродів протягом однієї секунди, а при функціонуванні установки протягом чотирьох годин у всьому обсязі розчину було вбито понад 99 відсотків бактерій.

Дослідники вважають, що ефект обумовлений комбінацією трьох факторів: згубного для бактерій електричного струму, гострих граней графену, що руйнують їх мембрани, та утворення токсичної перекису водню.

Передбачається, що матеріал може бути використаний у водоочисних спорудах або різних морських конструкціях.

Нещодавно вчені з суміжної наукової групи розробили технологію, яка дозволяє за допомогою газів надавати графену, отриманому за допомогою лазера, різне ставлення до води від супергідрофільного до супергідрофобного.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND