Бактерии, попавшие … и прекращается-с помощью графена фильтр

Воздушнодесантные бактерии могут увидеть то, что выглядит как уютный ворсистый ковер, на котором селиться. Но это ловушка.

Ученые Университета Райса превратили их лазерно-индуцированной графена (ГНД) в собственной стерилизации фильтров, захватывать болезнетворные микроорганизмы из воздуха и убить их небольшие импульсы электричества.

Гибкий фильтр, разработанный в лаборатории риса химик Джеймс Тур может быть особый интерес для больниц. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, пациентов имеют 1-в-31 возможность приобретения потенциально устойчивые к антибиотикам инфекции при госпитализации.

Устройство, описанное в Американского химического общества журнал ACS нано захватывает бактерии, грибки, споры, прионов, эндотоксинов и других биологических веществ, перевозимых капель, аэрозолей и твердых частиц.

Затем фильтр предотвращает попадание микробов и других загрязняющих веществ из пролиферирующих путем периодического нагрева до + 350 ° с (662 градусов по Фаренгейту), достаточно, чтобы уничтожить возбудителей и их токсичные побочные продукты. Фильтр требует мало энергии, и нагревает и охлаждает в течение нескольких секунд.

Lig является токопроводящей пены чистой, атомарно тонких углеродных листов синтезированы путем нагревания поверхности общего листа полиимида с промышленный лазерный резак. Процесс обнаружен лаборатории тура в 2014 году привело к целому ряду приложений для электроники, трибоэлектрические наногенераторы, электрокатализа, фильтрации воды и даже искусства.

Адаптировав его для использования в качестве имел в виду фильтр лазера-дом графен в обе стороны полиимида, оставив штраф, трехмерные решетки из полимера для усиления пены графена. Лазер-дом при различных температурах привела в густой лес графеновых волокон с меньшего, ванная под простыни.

Как и все чистого графена, пена проводит электричество. Когда электризуется, Джоулев нагрев повышает температуру фильтра выше 300 С, достаточно, чтобы не только убить захваченных возбудителей, но также разлагать токсичные побочные продукты, которые могут кормить новых микроорганизмов и активируют иммунную систему человека.

Исследователи предположили, единый, специальные фильтры лиг может быть достаточно эффективным, чтобы заменить два фильтра к-во кроватей предусмотрено в настоящее время федеральным стандартам для больничных систем вентиляции.

«Поэтому многие пациенты заражаются, бактерий и продуктов их жизнедеятельности, который, например, может привести к сепсису, а в больнице», — говорит тур. «Нам нужно больше методов борьбы ВДВ передачи не только бактерии, но и их продуктов переработки, которые могут вызвать тяжелые реакции у пациентов.

«Некоторые из этих продуктов, такие как эндотоксины, должны подвергаться воздействию температуры свыше 300 градусов по Цельсию для того, чтобы отключить их,» цели служили фильтром лиг, — сказал он. «Это может существенно снизить передачу бактерий автоматически молекул между пациентами, и тем самым снизить конечную стоимость пребывания пациента и уменьшить болезнь и смерть от этих патогенов.»

В лаборатории проверили фильтры лиг с коммерческой системы фильтрации вакуума, вытягивая воздух со скоростью 10 л в минуту в течение 90 часов, и обнаружили, что Джоулев нагрев успешно санировали фильтров всех патогенов и побочных продуктов. Насиживание используемых фильтров за дополнительную 130 часов не выявлено последующий рост бактерий на обогрев единицы, в отличие от контроля фильтров лиг, которые не были с подогревом.

«Культивирования бактерий эксперименты, проведенные на мембране вниз по течению от фильтр лиг показали, что бактерии не могут проникнуть фильтр лиг», — сказал Райс второкурсник Джон Ли, Со-ведущий автор статьи с postdoctoral исследователь Майкл Стэнфорд.

Стэнфорд отметил, функция стерилизации «может уменьшить частоту, с которой фильтры лиг должны быть заменены в сравнении с традиционными фильтрами».

Тур предложил воздушных фильтров лиг также может найти свой путь в коммерческой авиации.

«Было предсказано, что к 2050 году 10 миллионов человек в год умирают от лекарственно-устойчивых бактерий», — сказал он. «В мире давно нужен подход, чтобы смягчить ВДВ передачи возбудителей и связанные с ними вредные продукты. Этот воздушный фильтр лиг может быть важным элементом в обороне».

сделать разницу: спонсорские возможности