Антибактериальный графен
 Изображение бактерий группы кишечной палочки, полученное при помощи техники просвечивающей электронной микроскопии. На правом изображении видно, что оксид графена действует на бактерии разрушающим образом. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Графен представляет собой один единственный двумерный лист атомов углерода, образующих гексагональную кристаллическую решетку. Впервые данный материал был получен еще в 2004 году и с этого момента практически каждый месяц появляются сведения о новом варианте полезного применения углеродных плоскостей. Уникальные механические и электронные свойства этого материала до сих пор продолжают поражать исследователей. Благодаря своим особенностям, этот материал мог бы использоваться в различных наномеханических устройствах; кроме того, он может в будущем заменить кремний в наноэлектронных приложениях.
Еще одно приложение недавно открыли ученые из Китая. Группа из Chinese Academy of Sciences (Шанхай) обнаружили, что производные графена, например, графан (оксид графена) могут останавливать рост числа бактерий. Это важное открытие, т.к. предыдущие исследования показывают, что графен и его производные (в частности, упомянутый выше графан) являются биологически совместимыми. Таким образом, биологические клетки могут отлично расти на подложке из графена. В отличие от графена, другие известные наноматериалы, например, наночастицы серебра, обладающие антибактериальным эффектом, наоборот, токсичны для живых клеток.
Исследования, проведенные при помощи просвечивающего электронного микроскопа (transmission electron microscopy, TEM), показали, что бактерии группы кишечных палочек, помещенные на поверхность листа оксида графена производных, безопасно уничтожаются. Подробно результаты работы изложены в журнале ACS Nano. Измерения показывают, что всего за 2 часа контакта с раствором частиц оксида графена в воде при температуре 37 градусов по шкале Цельсия уничтожается примерно 99% бактерий (раствор оксида графена в эксперименте имел соотношение 85 г/мл). Важно, что при тех же самых условиях графен оказался совершенно безобиден для живых клеток, составляющих организм млекопитающих.
Дальнейшие исследования группы ученых должны показать первопричины того, почему производные графена проявляют антибактериальные свойства. Есть предположение, что причина заключается в особом взаимодействии оболочки бактерий и листов оксида графена, разрушающем эту оболочку. Итоговая цель ученых – разработать такие антибактериальные материалы на основе графена, которые можно было бы применять как лечебное наружное или внутреннее средство для человека. Самое простое применение такого препарата – это заживление ран. Но, естественно, возможности на этом не ограничились бы. Правда, для создания такого средства, необходимо решить еще одну проблему – найти способ относительно дешевого производства в промышленных масштабах графена и его производных.
Работы в данном направлении будут продолжены.
Также по теме:
Источники: