Baktériumgyilkos grafénbevonatot fejlesztettek ki

A grafén új felhasználási lehetőségére bukkant egy nemzetközi kutatócsoport. Elektródaként használva egyszerűen elfolyósítják a baktériumokat.

A grafént szabályos hatszögalakzatban elrendezett szén részecskék építik fel, mégpedig úgy, hogy pontosan egy darab atomnak megfelelő vastagságú réteg keletkezzen. A nanotechnológiában napjaink egyik legnépszerűbb anyaga. Felfedezéséért 2010-ben fizikai Nobel-díj járt.

A houstoni Rice Egyetem és az izraeli Ben-Gurion Egyetem kutatói lézer segítségével olyan elektródát gyártottak, ami a grafén egy szivacsszerű változata. Így a felület méretének növelésével hatékonyabbá tették a felhasználást.

Az antibakteriális tulajdonsága már eddig is ismert volt, azonban most feszültség alá helyezték az elektródákat és megfigyelték, hogy mi történik a mikroorganizmusokkal. Az első tesztek során egy világszerte ismert, megbetegedéseket okozó baktériumot (Pseudomonas aeruginosa) választottak.

Forrás: Wikimedia Commons

Mikroszkóp segítségével megfigyelték, hogy 1,1 volt hatására a felületen lévő mikroorganizmusok a negatív töltés felé mozdultak el. Az izgalmas felfedezést 1,5 voltos feszültség felett vették észre. A baktériumok 30 másodpercen belül egyszerűen eltűntek. 2,5 voltnál pedig kevesebb, mint egy másodperc alatt olvadtak bele a sejtek az őket körülvevő folyadékba.

Nincs még pontos magyarázat a jelenségre. A grafén durva felülete, az elektromos töltések és a helyi elektrokémiai reakciók együtt folyósítják el a mikroorganizmusokat.

Keresett technológia lesz a jövőben

Rengeteg problémát jelent az iparban, hogy a különböző folyadékokat szállító vezetékek belső falán vastag réteg alakul ki. A felületen összetapadt egybefüggő mikroorganizmusból álló bevonatot biofilmnek nevezzük. A most felfedezett tulajdonsága a grafénnek megoldást kínál a problémára.

Egy másik kísérlet során szennyvízből készült oldatba helyezték az elektródákat. 2,5 voltos feszültséget használva azt tapasztalták a kutatók, hogy tíz másodperc alatt az összes baktérium 99,9 százaléka elpusztult. Az elektródák ellenálltak a biofilm képződésnek. Szerencsére a grafén speciális felülete még azt is megakadályozta, hogy az elhalt baktériumok felhalmozódjanak a szerkezet felszínén.

Az aktív feszültség által kiváltott mikrobiális védelem és a passzív biológiai lebomlás gátlása valószínűleg együtt egy nagyon keresett technológia lesz a jövőben.

(Szerző: Földi Péter)