Wetenschappers van de National University of Science and Technology en collega's van de Derzhavin Tambov State University en Saratov Chernyshevsky State University hebben ontdekt dat grafeen in staat is om water te zuiveren, drinkbaar maken, zonder verdere chlorering. Gevangen bacteriecellen vormen vlokken die gemakkelijk uit het water kunnen worden gehaald. Door echografie gescheiden grafeen kan opnieuw worden gebruikt. Het artikel over het onderzoek is gepubliceerd in Materiaalwetenschap en techniek C .

Grafeen en grafeenoxide (een stabielere versie van het materiaal in colloïdale oplossingen) zijn koolstofnanostructuren die veelbelovend zijn voor de biogeneeskunde. Bijvoorbeeld, het kan worden gebruikt voor gerichte medicijnafgifte op grafeenschalen en voor beeldvorming van tumoren. Een andere interessante eigenschap van grafeen en grafeenoxide is het vermogen om bacteriële cellen te vernietigen, zelfs zonder het extra gebruik van antibiotica.

In de huidige studie, de onderzoekers injecteerden grafeenoxide in oplossingen (voedingsbodem en zoutoplossing) die E.coli bevatten. Onder de voorwaarden van het experiment, zout gesimuleerd water, en het voedingsmedium gesimuleerd menselijk lichaamsmedium. De resultaten toonden aan dat het grafeenoxide samen met de levende en de vernietigde bacteriën vlokken vormen in de oplossingen. De resulterende massa kan gemakkelijk worden geëxtraheerd, waardoor water bijna volledig bacterievrij is. Als de geëxtraheerde massa vervolgens wordt behandeld met ultrageluid, grafeen kan worden gescheiden en hergebruikt.

"Als werkende oplossingen, we kozen een voedingsbodem voor het kweken van bacteriën, evenals gewone zoutoplossing, die wordt gebruikt voor injecties. E. coli gemodificeerd met een luminescentiemiddel werd gebruikt om de visualisatie van de experimenten te vergemakkelijken, " zegt medewerker Aleksandr Gusev.

Grafeenoxide werd in verschillende concentraties aan de voedingsoplossing toegevoegd:0,0025 g/l, 0, 025 g/l, 0,25 g/l en 2,5 g/l. Zoals later bleek, zelfs bij een minimale concentratie grafeenoxide in zoutoplossing, het waargenomen antibacteriële effect was significant hoger dan in het voedingsmedium. De wetenschappers zijn van mening dat dit geen mechanische, maar een biochemische aard van het werkingsmechanisme - aangezien er veel minder voedingsstoffen in de zoutoplossing zitten, bacteriën bewogen actiever en werden vaker "gevangen" door de schubben van grafeenoxide.

Volgens de fluorescente testgegevens, bevestigd door laser confocale microscopie en scanning elektronenmicroscopie, bij 2,5 g/l concentratie grafeenoxide, het aantal bacteriën nam meerdere keren af ​​in vergelijking met de controlegroep en werd bijna nul.

Hoewel nog niet precies bekend is hoe de verdere vernietiging van bacteriën plaatsvindt, onderzoekers geloven dat grafeenoxide de vorming van vrije radicalen veroorzaakt die schadelijk zijn voor bacteriën.

Volgens wetenschappers, als een dergelijk zuiveringssysteem wordt gebruikt voor water, het zal mogelijk zijn om extra chlorering te vermijden. Er zijn nog andere voordelen:decontaminatie met grafeenoxide kost weinig, in aanvulling op, deze technologie is eenvoudig op te schalen naar het formaat van grote stedelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties.