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石墨烯控制技术能消灭99.9%表面细菌

来源:科技日报
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  石墨烯以其强大的杀菌性能,有望成为抗击耐药细菌领域的颠覆性技术。瑞典查尔姆斯理工大学研究人员利用普通冰箱贴中的磁铁技术,研发出一种超薄的针刺状表面,作为导管和植入物的涂层,可杀死医疗设备表面99.9%的细菌。相关论文发表在近日出版的《先进功能材料》杂志上。

  医源性感染是全球普遍存在的问题,给患者带来巨大痛苦,导致高昂的医疗费用,并增加了抗生素耐药性的风险。大多数医源性感染与各种医疗产品的使用有关,如导管、髋关节假体、膝关节假体和牙科植入物,细菌能通过这些医疗设备表面进入人体。

  研究团队此前已经证明,垂直排列的石墨烯薄片可防止细菌附着在基材上,薄片可将细菌切割成碎片并杀死。但是,他们一直无法控制石墨烯薄片的取向方向,因此无法将材料应用于医疗设备表面。

  现在,研究团队找到一种方法,可在多个不同方向上以非常高的取向一致性来控制石墨烯的效果。这种新的取向方法能将石墨烯纳米片整合到医用设备表面,可杀死99.9%的细菌,为制造医疗石墨烯杀菌设备提供了可能性。

  通过以圆形排列方式布置磁体,使阵列内的磁场排列成直线方向,研究人员成功诱导石墨烯均匀取向,并在任何形状的表面上都达到了极高的杀菌效果。这一方法被称为“海尔巴赫阵列”,意味着在磁体阵列内部,磁场得到加强并变得均匀,而在另一侧则减弱,从而实现了石墨烯的强单向取向。这种技术与冰箱贴中的磁铁技术相似。

  研究人员还表示,这种新技术在电池、超级电容器、传感器和耐用防水包装材料等领域也有巨大的应用潜力。