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细菌被石墨烯过滤器捕获并终止

休斯敦-(2019年10月7日)-空气传播的细菌可能看起来像是一块舒适的粗毛地毯,可以在其上定居。但这是一个陷阱。

赖斯大学的科学家已经将其激光诱导的石墨烯(LIG)转变为自我消毒的过滤器,该过滤器可以将病原体从空中捕获,并用小脉冲的脉冲将其杀死。

化学家詹姆斯·图尔的赖斯实验室开发的柔性过滤器可能对医院特别感兴趣。根据疾病预防控制中心的数据,患者在住院期间有三分之一的机会获得潜在的抗生素耐药性感染。

美国化学学会期刊ACS Nano中描述的设备可捕获由小滴,气溶胶和颗粒物携带的细菌,真菌,孢子,病毒,内毒素和其他生物污染物。

然后,过滤器会通过定期加热到摄氏350度(华氏662度),足以消灭病原体及其有毒副产物,来防止微生物和其他污染物的扩散。过滤器需要很少的功率,并在几秒钟内加热和冷却。

LIG是纯原子薄碳片的导电泡沫,是通过用工业激光切割机加热普通聚酰亚胺片的表面而合成的。Tour实验室在2014年发现的过程导致了电子,摩擦纳米发电机,电催化,水过滤甚至艺术品的一系列应用。

秒速飞艇官网使其适合用作过滤器意味着在聚酰亚胺的两侧激光构建石墨烯,从而留下聚合物的精细三维晶格以增强石墨烯泡沫。在不同温度下进行激光构建会形成厚厚的石墨烯纤维林,其下方具有较小的相互连接的薄片。

秒速飞艇官网像所有纯石墨烯一样,泡沫可以导电。通电后,焦耳加热会将过滤器的温度提高到300 C以上,不仅足以杀死被困的病原体,而且还分解出有毒的副产物,这些副产物可以喂食新的微生物并激活人体免疫系统。

研究人员建议,一个单独的,定制的LIG过滤器可能会足够高效,以取代目前联邦医院通风系统标准所要求的两个过滤床。

托尔说:“如此多的患者被细菌及其代谢产物感染,例如在医院就可能导致败血症。”“我们需要更多的方法来对抗细菌和其下游产品的空中传播,这可能会引起患者严重反应。

LIG过滤器的作用是:“某些此类产品(如内毒素)需要暴露于300摄氏度的温度下才能使其失活。”“这可以大大减少患者之间细菌生成的分子的转移,从而降低最终住院的费用,并减少这些病原体的疾病和死亡。”

秒速飞艇官网实验室使用商业真空过滤系统对LIG过滤器进行了测试,以每分钟10升的速度吸入空气90小时,并发现焦耳加热成功地过滤了所有病原体和副产物的过滤器。与未加热的对照LIG过滤器不同,将用过的过滤器再孵育130小时后,发现加热的单元上没有随后的细菌生长。

秒速飞艇官网莱斯大学二年级大学生约翰·李(John Li)与博士后研究员迈克尔·斯坦福大学(Michael Stanford)共同发表论文说:“在LIG过滤器下游的膜上进行的细菌培养实验表明,细菌无法渗透到LIG过滤器中。”

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