چگونه اکسیژن روی سطح گرافن به کشتن باکتری‌ها کمک می‌کند؟

یافته‌های اخیر نشان داده است که مقدار اکسیژن سطحی موجود در گرافن یک جنبه مهم در تعیین میزان موفقیت آن‌ها در کشتن باکتری‌ها است، پیشرفتی که ممکن است به توسعه محصولات ایمن‌تر و کارآمدتر برای مبارزه با مقاومت ضدمیکروبی کمک کند.

کد خبر: ۱۰۶۶۳۹۸

چهارشنبه - ۲۴ اسفند ۱۴۰۱ / March 15, 2023

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، یافته‌های اخیر نشان داده است که مقدار اکسیژن سطحی موجود در گرافن یک جنبه مهم در تعیین میزان موفقیت آن‌ها در کشتن باکتری‌ها است، پیشرفتی که ممکن است به توسعه محصولات ایمن‌تر و کارآمدتر برای مبارزه با مقاومت ضدمیکروبی کمک کند. این کشف جدید در مورد مواد گرافنی ممکن است به طراحی محصولات ایمن‌تر و موثرتر برای مبارزه با مقاومت ضدمیکروبی کمک کند.

اکسید گرافن که محتوای اکسیژن سطحی بالایی دارد (SOC) بسیار انعطاف‌پذیر است و می‌تواند اطراف باکتری‌ها بپیچد. با این حال، زمانی که این مواد، SOC کمتری داشته باشند، دارای استحکام بیشتری می‌شوند و در حالت عمودی (لبه) با باکتری‌ها تماس پیدا می‌کنند.

یک تیم تحقیقات بین‌المللی از بریتانیا، قبرس، اتریش، فنلاند، هلند و چین نشان دادند که حالت‌های مختلف برهم‌کنش اکسید گرافن است که منجر به فعالیت ضدباکتریایی مشخصی می‌شود. دکتر پنگ ژانگ، از دانشگاه بیرمنگام می‌گوید: «تحقیقات ما نشان می‌دهد که سطوح اکسیژن سطحی می‌تواند به ارزیابی اثرات ضد باکتریایی مواد گرافنی کمک کند.»

دکتر ژیلینگ گو، از دانشگاه بیرمنگام می‌گوید: «یک تغییر جزئی در SOC می‌تواند منجر به تغییر حالت‌های تعاملی بین تماس موازی و عمودی شود. تاثیر SOC بر حالت تعامل برای مدت طولانی دست کم گرفته شده است.»

مواد گرافنی از آنجایی که ضد میکروبی هستند ممکن است نسبت به آنتی‌بیوتیک‌های معمولی به دلیل مکانیسم‌های عمل فیزیکی‌شان مزایایی داشته باشند و احتمال کمتر برای ایجاد مقاومت میکروبی را تضمین می‌کنند.

تاکنون، سوال اساسی در مورد اینکه آیا مکانیسم ضد باکتریایی مواد گرافنی از برهمکنش عمودی یا موازی ناشی می‌شود یا از ترکیبی از هر دو به وجود می‌آید، کمتر شناخته شده باقی مانده است، که مانع پیشرفت در طراحی مواد گرافنی ضد‌باکتری و درک ایمنی محیطی آن‌ها می‌شود.

پروفسور ایزولت لینچ از دانشگاه بیرمنگام اظهار داشت: «این کشف یک یافته انقلابی است و ما باید از این سوئیچ اکسیژن سطحی به‌عنوان ویژگی تعیین‌کننده برای تعریف و طبقه بندی مواد گرافنی در زمینه سلامت انسان و ایمنی محیط زیست استفاده کنیم.»

این گروه تحقیقاتی در بریتانیا مجموعه‌ای از مواد گرافنی را با SOC‌های مختلف طراحی کردند و عملکرد ضد‌باکتریایی آن‌ها را با ارزیابی رشد کل سلول، استرس اکسیداتیو و تشکیل بیوفیلم، همراه با تعاملات فیزیکی با باکتری‌ها از جمله از طریق شبیه‌سازی‌های مولکولی، مقایسه کردند.

در اوایل سال ۲۰۱۰، خواص ضدباکتریایی مواد گرافنی گزارش شد. این ماده برای ساخت پارچه‌های ضد باکتری برای لباس‌های بارداری استفاده شده است که می‌تواند از رشد میکروبی روی سطح پارچه جلوگیری کند. برای ساخت ماسک‌های ضد باکتری، از پارچه‌های نبافته با روکش گرافن استفاده شده است، در حالی که غشا‌های مبتنی بر گرافن به دلیل فعالیت ضد رسوب و انتقال آب فوق‌سریع به طور گسترده‌ای برای تصفیه آب مورد بررسی قرار گرفتند.