石墨烯的應(yīng)用正逐漸被人們發(fā)掘，萊斯大學(xué)的研究人員已經(jīng)用這種材料來(lái)制造一個(gè)細(xì)菌滅蟲(chóng)器。以前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一種稱為激光誘導(dǎo)石墨烯（LIG）的材料是抗菌的，現(xiàn)在該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)添加幾伏的電力，這些性能可以被提升一個(gè)檔次。

    由James Tour教授率隊(duì)的Rice團(tuán)隊(duì)首先在2014年通過(guò)使用激光束將圖案刻蝕成一片聚酰亞胺，從而創(chuàng)造了LIG。這種刻蝕聚酰亞胺會(huì)將材料攪拌成多孔石墨烯泡沫，這種多孔石墨烯可以有效防止微生物在其表面上積累。

    Tour說(shuō)：“這種形式的石墨烯極易抵抗生物膜的形成，這對(duì)生物膜的形成具有很大的應(yīng)用潛力，例如水處理廠，石油鉆井作業(yè)，醫(yī)院和海洋應(yīng)用場(chǎng)合，如對(duì)污染敏感的水下管道。使用電力時(shí)的高抗菌是一個(gè)很大的額外的好處。”

    為了進(jìn)一步測(cè)試LIG的細(xì)菌爆破能力，研究人員拿了一塊聚酰亞胺，并用激光將一半的表面轉(zhuǎn)化成LIG。然后將該材料置于充滿綠膿假單胞菌的溶液中，并通過(guò)LIG電極進(jìn)行小電荷導(dǎo)電。在1.1伏時(shí)，研究人員可以清楚地看到已被熒光標(biāo)記的細(xì)菌被吸引到LIG陽(yáng)極并向著它移動(dòng)，像一個(gè)臭蟲(chóng)斑馬魚(yú)。

    在1.5伏特下，與LIG接觸的細(xì)菌在30秒鐘內(nèi)死亡，當(dāng)汁液升至2.5伏時(shí)，幾乎一秒鐘細(xì)菌就完全消失了。而且由于LIG已經(jīng)是一種很好的防污材料，所以死皮不會(huì)積累在表面上。

    最上面的一行顯示了普通聚酰亞胺（左），石墨（中）和激光誘導(dǎo)的石墨烯（右）的平片上的細(xì)菌（綠色）的積累，而底部顯示了普通聚酰亞胺和電化LIG之間的明顯分裂。

    接下來(lái)，研究人員將該材料作為水凈化技術(shù)進(jìn)行了測(cè)試，將這些LIG電極留在細(xì)菌和部分處理廢水的溶液中。在2.5伏特的九小時(shí)之后，滅蟲(chóng)器已經(jīng)殺死了99.9％的臭蟲(chóng)，沒(méi)有在表面上形成很多生物膜。

    Tour說(shuō)：“被動(dòng)生物污損抑制和主動(dòng)電壓誘導(dǎo)的微生物去除的結(jié)合使得這是一種非常受歡迎的材料，用于抑制困擾許多行業(yè)的自然污染的增長(zhǎng)，解決了一個(gè)大麻煩。”

    科學(xué)家們不知道究竟是如何殺死細(xì)菌，但他們懷疑的情況聽(tīng)起來(lái)很可怕。首先，石墨烯的鋒利邊緣刺穿它們的細(xì)胞膜，然后電荷電解它們，然后任何剩余的幸存者被過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)氧化氫迅速中毒。該研究發(fā)表在ACS應(yīng)用材料與接口雜志上。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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