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只需激光誘導 石墨烯就能成為抗污殺菌的利器

2017-05-26

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科學家發(fā)現(xiàn),激光誘發(fā)的石墨烯可以避免生物污損,防止微生物,、植物或其他生物材料在潮濕的表面堆積,。此外,研究小組還發(fā)現(xiàn),材料通電之后,還會殺死細菌,。

萊斯大學實驗室的James Tour使用激光燃燒柔性聚酰亞胺片,,使其變成一個表面相互連通的石墨烯薄片,,即激光誘導石墨烯(LIG)。研究人員提出,,它可以作為可穿戴設備,、燃料電池的材料使用,或是作為超親水性或疏水性的物體表面,。

Tour帶領的研究團隊在美國化學學會的AMI期刊上發(fā)表了報告,。他表示:“這種石墨烯對生物膜的形成具有極強的抵抗力。這對像水處理廠,、石油鉆井作業(yè),、醫(yī)院,以及包括下水管道在內的海洋應用等容易產(chǎn)生污垢的地方,,有非常重要的作用,。”

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第一行從左圖開始,,可以觀察到物體表面含有綠膿桿菌溶液的生物膜的變化情況,,從聚酰亞胺到石墨烯,再到激光誘導石墨烯表面,。綠色,、紅色和藍色分別代表活細菌、死細菌和胞外聚合物,。而下方的圖片顯示,,一片聚酰亞胺薄片的左側在燃燒之后只留下了激光誘導石墨烯(LIG),石墨烯表面幾乎沒有再次增長,。(圖片來源:本古里安大學Arnusch實驗室)

當作為一個帶電壓的電極在用時,,激光誘導石墨烯就相當于捕蟲器。零電荷測試證實了石墨烯納米顆粒具有抗菌性能,。

實驗使用的綠膿桿菌溶液中含有1.1伏以上電壓的石墨烯電極,,而研究人員在顯微鏡下觀察到,經(jīng)過熒光標記的細菌被吸引到了陽極,。在1.5伏以上,,細胞開始消失并在30秒內完全消失。在2.5伏的時候,,細菌在一秒鐘后完全從表面消失,。

該實驗與專門進行水凈化研究的Arnusch實驗室合作,測試了含有LIG電極的10%二級處理廢水的細菌溶液中的,,并發(fā)現(xiàn)處在2.5伏電壓9小時后,,99.9%的細菌都被殺死了,電極強烈抵抗生物膜的形成,。

研究人員懷疑,,細菌可能是通過與LIG的表面、電荷以及局部產(chǎn)生的過氧化氫毒性相結合而導致死亡,。這種接觸有點像是膝蓋撞擊路面,,但在這種情況下,細菌是膝蓋,,鋒利的石墨烯邊緣迅速破壞了細菌的膜,。

幸運的是,LIG的抗污性能可以防止細菌在表面聚集,。


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