Biofilms zijn complexe gemeenschappen van micro-organismen die in nauwe samenhang met elkaar en met een oppervlak leven. Ze zijn te vinden in een grote verscheidenheid aan omgevingen, waaronder het menselijk lichaam, het milieu en industriële omgevingen. Biofilms kunnen allerlei problemen veroorzaken, waaronder infecties, corrosie en vervuiling.

De vorming van biofilms is een complex proces dat nog niet volledig wordt begrepen. Recent onderzoek met behulp van CMOS-technologie heeft echter nieuwe inzichten in dit proces opgeleverd.

CMOS-technologie

CMOS-technologie (complementaire metaaloxide-halfgeleider) is een type halfgeleidertechnologie die wordt gebruikt om geïntegreerde schakelingen (IC's) te vervaardigen. CMOS IC's worden gemaakt door verschillende materialen op een siliciumsubstraat te leggen. De materiaallagen omvatten metaal-, oxide- en halfgeleidermaterialen.

CMOS-technologie heeft verschillende voordelen ten opzichte van andere soorten halfgeleidertechnologie. Deze voordelen omvatten een laag energieverbruik, hoge snelheid en kleine afmetingen. CMOS IC's zijn ook zeer betrouwbaar.

Biofilmvorming

Biofilmvorming begint met de hechting van micro-organismen aan een oppervlak. Deze hechting kan plaatsvinden via een verscheidenheid aan mechanismen, waaronder elektrostatische krachten, hydrofobe interacties en specifieke bindingsinteracties.

Zodra micro-organismen zich aan een oppervlak hebben gehecht, beginnen ze extracellulaire polymere stoffen (EPS) te produceren. EPS is een complex mengsel van polysachariden, eiwitten en lipiden. EPS helpt bij het vormen van een beschermende matrix rond de micro-organismen, waardoor ze worden beschermd tegen omgevingsinvloeden.

De EPS-matrix biedt ook een basis voor de groei van nieuwe micro-organismen. Naarmate nieuwe micro-organismen zich aan de EPS-matrix hechten, groeit en rijpt de biofilm.

CMOS-technologie en biofilmvorming

CMOS-technologie is op verschillende manieren gebruikt om de vorming van biofilms te bestuderen. Eén manier waarop CMOS-technologie is gebruikt, is het creëren van oppervlakte-microarrays. Oppervlakte-microarrays zijn kleine chips die zijn gecoat met een verscheidenheid aan verschillende materialen. Deze materialen kunnen worden gebruikt om verschillende soorten micro-organismen aan te trekken.

Door de groei van biofilms op microarrays aan het oppervlak te bestuderen, hebben onderzoekers meer te weten kunnen komen over de factoren die de vorming van biofilms beïnvloeden. Onderzoekers hebben bijvoorbeeld ontdekt dat het type oppervlaktemateriaal, de aanwezigheid van voedingsstoffen en de waterstroom allemaal de vorming van biofilm kunnen beïnvloeden.

Conclusie

CMOS-technologie heeft nieuwe inzichten opgeleverd in het proces van biofilmvorming. Dit onderzoek heeft geholpen ons begrip te verbeteren van hoe biofilms zich vormen en groeien. Deze kennis zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe strategieën om biofilms te voorkomen en te beheersen.