Forskare från National University of Science and Technology och kollegor från Derzhavin Tambov State University och Saratov Chernyshevsky State University har kommit på att grafen kan rena vatten, gör det drickbart, utan ytterligare klorering. Fångade bakterieceller bildar flingor som enkelt kan extraheras från vattnet. Grafen separerad med ultraljud kan återanvändas. Artikeln om forskningen publiceras i Materialvetenskap och teknik C .

Grafen och grafenoxid (en mer stabil version av materialet i kolloidala lösningar) är kolnanostrukturer som är extremt lovande för biomedicin. Till exempel, den kan användas för riktad läkemedelsleverans på grafenskala och för tumöravbildning. En annan intressant egenskap hos grafen och grafenoxid är förmågan att förstöra bakterieceller, även utan ytterligare användning av antibiotika.

I den aktuella studien, forskarna injicerade grafenoxid i lösningar (näringsmedium och saltlösning) innehållande E.coli. Enligt villkoren för experimentet, saltlösningssimulerat vatten, och näringsmediet simulerat människokroppsmedium. Resultaten visade att grafenoxiden tillsammans med de levande och de förstörda bakterierna bildar flingor inuti lösningarna. Den resulterande massan kan enkelt extraheras, gör vatten nästan helt fritt från bakterier. Om den extraherade massan sedan behandlas med ultraljud, grafen kan separeras och återanvändas.

"Som arbetslösningar, vi valde ett näringsmedium för odling av bakterier, samt vanlig saltlösning, som används för injektioner. E. coli modifierat med ett självlysande medel användes för att underlätta visualisering av experimenten, "säger bidragsgivaren Aleksandr Gusev.

Grafenoxid tillsattes till näringslösningen i olika koncentrationer - 0,0025 g/l, 0, 025 g/l, 0,25 g/l och 2,5 g/l. Som det blev, även vid en minsta koncentration av grafenoxid i saltlösning, den observerade antibakteriella effekten var signifikant högre än i näringsmediet. Forskarna tror att detta inte indikerar en mekanisk, men verkningsmekanismens biokemiska natur - eftersom det finns mycket färre näringsämnen i saltlösningen, bakterier rörde sig mer aktivt och "fångades" av skalaen av grafenoxid oftare.

Enligt fluorescerande testdata, bekräftas av laserkonfokal mikroskopi och skanningselektronmikroskopi, vid 2,5 g/l koncentration av grafenoxid, antalet bakterier minskade flera gånger jämfört med kontrollgruppen och blev nära noll.

Även om det ännu inte är känt exakt hur den ytterligare förstörelsen av bakterier sker, forskare tror att grafenoxid provocerar bildandet av fria radikaler som är skadliga för bakterier.

Enligt forskare, om ett sådant reningssystem används för vatten, det blir möjligt att undvika ytterligare klorering. Det finns andra fördelar:sanering med grafenoxid har en låg kostnad, dessutom, denna teknik är lätt att skala till formatet för stora stadsreningsverk.