科技日報記者 張佳欣
石墨烯以其強大的殺菌性能,有望成為抗擊耐藥細菌領域的顛覆性技術。瑞典查爾姆斯理工大學研究人員利用普通冰箱貼中的磁鐵技術,研發出一種超薄的針刺狀表面,作為導管和植入物的涂層,可殺死醫療設備表面99.9%的細菌。相關論文發表在近日出版的《先進功能材料》雜志上。
醫源性感染是全球普遍存在的問題,給患者帶來巨大痛苦,導致高昂的醫療費用,并增加了抗生素耐藥性的風險。大多數醫源性感染與各種醫療產品的使用有關,如導管、髖關節假體、膝關節假體和牙科植入物,細菌能通過這些醫療設備表面進入人體。
研究團隊此前已經證明,垂直排列的石墨烯薄片可防止細菌附著在基材上,薄片可將細菌切割成碎片并殺死。但是,他們一直無法控制石墨烯薄片的取向方向,因此無法將材料應用于醫療設備表面。
現在,研究團隊找到一種方法,可在多個不同方向上以非常高的取向一致性來控制石墨烯的效果。這種新的取向方法能將石墨烯納米片整合到醫用設備表面,可殺死99.9%的細菌,為制造醫療石墨烯殺菌設備提供了可能性。
通過以圓形排列方式布置磁體,使陣列內的磁場排列成直線方向,研究人員成功誘導石墨烯均勻取向,并在任何形狀的表面上都達到了極高的殺菌效果。這一方法被稱為“海爾巴赫陣列”,意味著在磁體陣列內部,磁場得到加強并變得均勻,而在另一側則減弱,從而實現了石墨烯的強單向取向。這種技術與冰箱貼中的磁鐵技術相似。
研究人員還表示,這種新技術在電池、超級電容器、傳感器和耐用防水包裝材料等領域也有巨大的應用潛力。
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