Fig. 1 (A) Schematisk illustration av den kontinuerliga anaeroba bakteriedödande mekanismen via fysisk extraktion och kemisk oxidation; (B) PMS- och H2O-adsorption på (001) ytan av SVs-MoS2. Kredit:IOCAS
Sulfatreducerande bakterier (SRB), en anaerob bakterie, har länge ansetts vara den främsta boven i att orsaka korrosionsbrott hos metallmaterial.
Tidigare studier använde vanligtvis nanozymer som antibakteriella material. Men nanozymer förlitar sig på H2 O2 , O2 , superoxid och hydroxylradikaler för att producera reaktiva syreämnen, vilket hindrar dess användning i anoxiska miljöer.
Nyligen har en forskargrupp ledd av prof. Zhang Dun från Institute of Oceanology vid den kinesiska vetenskapsakademin (IOCAS) funnit att en MoS2 nanoarkbaserat vakansmaterial aktiverat av permonosulfat möjliggör effektiv desinfektion av anaeroba mikroorganismer.
Studien publicerades i Journal of Hazardous Materials den 9 augusti.
Forskarna konstruerade ett snabbt och effektivt anaerobt bakteriesteriliseringssystem med MoS2 nanosheets via den synergistiska effekten mellan fysisk skada och kemisk oxidation.
För fysisk skada, det negativa svavlet i MoS2 kan enkelt binda till hydrofila lipidhuvuden och kanterna på MoS2 kan fungera som en "kniv" för att skära igenom cellmembranet.
Baserat på funktionella densitetsberäkningar fann forskarna att MoS2 nanosheets kan katalysera permonosulfat och H2 O för att producera oxidationsaktiva ämnen (OAS). Dessa OAS skulle kunna visualiseras som "nano-dödare", som ständigt oxiderar lipiderna runt MoS2 , släpp ytan på den "vassa kniven" igen och orsaka celldöd.
Fig. 2 Schemat för samarbete mellan fysisk genomträngning och kemisk skada av MoS2 nanosheets. Kredit:IOCAS
"Med samarbete mellan fysisk skada och kemisk eliminering, MoS2 har mycket exponerade aktiva webbplatser och inställbara S-vakanser, vilket skapar en plattform för att öka genereringen av "nano-mördare". Den ökade produktionen av dessa fria radikaler i kombination med deras nära kontakt med bakterier möjliggjorde snabb och stabil sterilisering i olika miljöer", säger Wang Jin, första författare till studien.
"Detta arbete kommer att öppna nya vyer om anaeroba bakteriedödande mekanismer och innovativa desinfektionsstrategier", säger professor Zhang.
Processen med fysisk extraktion i samarbete med kemisk oxidation positionerar inte bara cellmembranet exakt utan möjliggör också kontinuerlig sterilisering. "Detta arbete gräver i mekanismen för anaerob bakteriell sterilisering, som belyser biologisk analys, antibakteriell, cancerterapi och antimikrobiologiskt påverkad korrosion", säger professor Wang Yi, motsvarande författare till studien. + Utforska vidare
