在石墨烯的一系列研究成果中,来自莱斯大学的研究人员发现石墨烯(LIG)的材料在激光的诱发下是抗菌的,现在研究小组发现,通过增加几伏的电流可以使这些性能提高一个等级。
在2014年水稻团队首次发明了LIG,用激光束将图案蚀刻成一层聚酰亚胺。将材料搅拌成多孔的石墨烯泡沫,这种泡沫可以有效地防止微生物在其表面形成。
这种石墨烯对生物膜的形成具有极强的抵抗力,它对水处理植物、石油钻井作业、医院和海洋应用等对污染敏感的水下应用都有很大的影响。
为了进一步测试LIG的细菌爆破能力,研究人员拿了一份聚酰亚胺片,用激光将一半的表面转化为LIG。然后将这些材料放置在一个充满假单胞菌的溶液中,并通过LIG电极进行少量的充电。在1.1伏的电压下,这些被荧光标记的细菌就会被LIG阳极所吸引,并向阳极移动。
在1.5伏的时候,接触到LIG的细菌在30秒内被杀死,当电压被调高到2.5伏时,它们几乎瞬间完全消失了。而且由于LIG已经是一种很好的防污材料,死虫子不会在表面堆积。
最上面的一行显示了细菌(绿色)在聚酰亚胺(左)、石墨(中间)和激光诱发的石墨烯(右)在平面上的积累,而底部则显示了纯聚酰亚胺和电气化LIG的明显分离。
接下来,研究人员将这种材料作为一种水净化技术进行测试,将这些锂电极留在细菌和经过局部处理的废水的溶液中。经过9个小时的2.5伏,zapper杀死了99.9%的细菌,而没有在表面形成生物膜。这种生物抑制和主动电压诱导的微生物去除的结合下可以减少我们环境的污染。
但是科学团队还不确定到底是什么杀死了细菌,可能是石墨烯的锋利边缘穿透它们的细胞膜,然后电荷电化它们,剩下的幸存者很快就会被制造过程中产生的过氧化氢毒死。未来更多的探索还需要我们的努力。