滅蟲器一般的殺菌神器

材料牛注：還記得前段時間給大家介紹的那個做“納米小人”和“納米小車”的James Tour教授嗎？他們團隊又有新發現了！石墨烯，可謂家喻戶曉，神通廣大，不過現在它又多了一項技能，那就是滅菌，而且可以說這是一項附加效益，但它的效果非常顯著，在生物防污領域具有廣闊的應用前景。讓我們深入了解一下吧！

到目前為止，石墨烯的成就清單已經很長了，但是美國萊斯大學的研究人員又為其添加了一個新成就，他們用石墨烯制造出了一種滅菌器。之前就有一種名為激光誘導石墨烯（LIG）的材料被證實具有抗菌效果，現在，萊斯大學的研究團隊又得到了一個新的發現，通過增加幾伏的電力，這種抗菌效果可以被提升一個檔次。

由James Tour教授率領的萊斯大學團隊最初是在2014年，通過使用激光束在一片聚酰亞胺上刻蝕出圖案，從而制備出了LIG。將材料攪拌成多孔石墨烯泡沫，經證實可以有效防止微生物在其表面上生長。

Tour教授說：“這種形式的石墨烯極易抵抗生物膜的形成，這對一些易形成生物膜的場合，具有潛在的應用前景，例如水處理廠、石油鉆井作業、醫院和海洋里的水下管道等。這種施加電力時產生的抗菌性能是一個很大的附加效益。”

為了進一步測試LIG的細菌爆破能力，研究人員拿了一塊聚酰亞胺，并用激光將其一半的表面轉化成LIG。然后將該材料置于充滿綠膿假單胞菌的溶液中，并讓一股小的電流通過LIG電極。在1.1伏時，已被熒光標記的細菌被吸引到LIG陽極并向著它移動，就像一個滅蟲器。

在1.5伏特下，與LIG接觸的細菌在30秒鐘內全部死亡，當電流升至2.5伏時，只用一秒就殺死了幾乎所有的細菌。 而且由于LIG已經是一種很好的防污材料，所以死菌不會聚集在其表面上。

接下來，研究人員將該材料作為水凈化設備進行了測試，他們將LIG電極放在細菌和部分處理過的廢水溶液中。在2.5伏特下放置9個小時之后，這個“滅蟲器”就殺死了99.9％的細菌，并且沒有在其表面上形成較多生物膜。

Tour教授說：“被動的生物淤積抑制和主動的電壓誘導去除微生物相結合，可能使得這是一種非常受歡迎的材料，用于抑制困擾許多行業的自然污染的增長。

科學家們其實也不確定究竟是什么殺死了細菌，但是他們的猜想聽起來卻很可怕。首先，石墨烯的鋒利邊緣刺破了細菌的細胞膜，然后電荷電解它們，接著任何殘余的幸存者都被在電解過程中產生的過氧化氫迅速毒死。

這項研究已經被發表在ACS Applied Materials and Interfaces期刊上。

原文鏈接：Electrified graphene becomes a bacterial bug zapper

文獻鏈接：Laser-Induced Graphene Layers and Electrodes Prevents Microbial Fouling and Exerts Antimicrobial Action

本文由材料人編輯部黃亞編譯，點我加入材料人編輯部。

投稿以及內容合作可加編輯微信：xiaofire-18，吳玫，我們會拉各位老師加入專家群。

儀器設備、試劑耗材、材料測試、數據分析，找材料人、上測試谷！