灭虫器一般的杀菌神器

材料牛注：还记得前段时间给大家介绍的那个做“纳米小人”和“纳米小车”的James Tour教授吗？他们团队又有新发现了！石墨烯，可谓家喻户晓，神通广大，不过现在它又多了一项技能，那就是灭菌，而且可以说这是一项附加效益，但它的效果非常显著，在生物防污领域具有广阔的应用前景。让我们深入了解一下吧！

到目前为止，石墨烯的成就清单已经很长了，但是美国莱斯大学的研究人员又为其添加了一个新成就，他们用石墨烯制造出了一种灭菌器。之前就有一种名为激光诱导石墨烯（LIG）的材料被证实具有抗菌效果，现在，莱斯大学的研究团队又得到了一个新的发现，通过增加几伏的电力，这种抗菌效果可以被提升一个档次。

由James Tour教授率领的莱斯大学团队最初是在2014年，通过使用激光束在一片聚酰亚胺上刻蚀出图案，从而制备出了LIG。将材料搅拌成多孔石墨烯泡沫，经证实可以有效防止微生物在其表面上生长。

Tour教授说：“这种形式的石墨烯极易抵抗生物膜的形成，这对一些易形成生物膜的场合，具有潜在的应用前景，例如水处理厂、石油钻井作业、医院和海洋里的水下管道等。这种施加电力时产生的抗菌性能是一个很大的附加效益。”

为了进一步测试LIG的细菌爆破能力，研究人员拿了一块聚酰亚胺，并用激光将其一半的表面转化成LIG。然后将该材料置于充满绿脓假单胞菌的溶液中，并让一股小的电流通过LIG电极。在1.1伏时，已被荧光标记的细菌被吸引到LIG阳极并向着它移动，就像一个灭虫器。

在1.5伏特下，与LIG接触的细菌在30秒钟内全部死亡，当电流升至2.5伏时，只用一秒就杀死了几乎所有的细菌。 而且由于LIG已经是一种很好的防污材料，所以死菌不会聚集在其表面上。

接下来，研究人员将该材料作为水净化设备进行了测试，他们将LIG电极放在细菌和部分处理过的废水溶液中。在2.5伏特下放置9个小时之后，这个“灭虫器”就杀死了99.9％的细菌，并且没有在其表面上形成较多生物膜。

Tour教授说：“被动的生物淤积抑制和主动的电压诱导去除微生物相结合，可能使得这是一种非常受欢迎的材料，用于抑制困扰许多行业的自然污染的增长。

科学家们其实也不确定究竟是什么杀死了细菌，但是他们的猜想听起来却很可怕。首先，石墨烯的锋利边缘刺破了细菌的细胞膜，然后电荷电解它们，接着任何残余的幸存者都被在电解过程中产生的过氧化氢迅速毒死。

这项研究已经被发表在ACS Applied Materials and Interfaces期刊上。

原文链接：Electrified graphene becomes a bacterial bug zapper

文献链接：Laser-Induced Graphene Layers and Electrodes Prevents Microbial Fouling and Exerts Antimicrobial Action

本文由材料人编辑部黄亚编译，点我加入材料人编辑部。

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