科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，激光誘發(fā)的石墨烯可以避免生物污損，防止微生物、植物或其他生物材料在潮濕的表面堆積。此外，研究小組還發(fā)現(xiàn)，材料通電之后，還會(huì)殺死細(xì)菌。
萊斯大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的James Tour使用激光燃燒柔性聚酰亞胺片，使其變成一個(gè)表面相互連通的石墨烯薄片，即激光誘導(dǎo)石墨烯（LIG）。研究人員提出，它可以作為可穿戴設(shè)備、燃料電池的材料使用，或是作為超親水性或疏水性的物體表面。
Tour帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)的AMI期刊上發(fā)表了報(bào)告。他表示：“這種石墨烯對(duì)生物膜的形成具有極強(qiáng)的抵抗力。這對(duì)像水處理廠、石油鉆井作業(yè)、醫(yī)院，以及包括下水管道在內(nèi)的海洋應(yīng)用等容易產(chǎn)生污垢的地方，有非常重要的作用。”
第一行從左圖開(kāi)始，可以觀察到物體表面含有綠膿桿菌溶液的生物膜的變化情況，從聚酰亞胺到石墨烯，再到激光誘導(dǎo)石墨烯表面。綠色、紅色和藍(lán)色分別代表活細(xì)菌、死細(xì)菌和胞外聚合物。而下方的圖片顯示，一片聚酰亞胺薄片的左側(cè)在燃燒之后只留下了激光誘導(dǎo)石墨烯（LIG），石墨烯表面幾乎沒(méi)有再次增長(zhǎng)。（圖片來(lái)源：本古里安大學(xué)Arnusch實(shí)驗(yàn)室）
當(dāng)作為一個(gè)帶電壓的電極在用時(shí)，激光誘導(dǎo)石墨烯就相當(dāng)于捕蟲(chóng)器。零電荷測(cè)試證實(shí)了石墨烯納米顆粒具有抗菌性能。
實(shí)驗(yàn)使用的綠膿桿菌溶液中含有1.1伏以上電壓的石墨烯電極，而研究人員在顯微鏡下觀察到，經(jīng)過(guò)熒光標(biāo)記的細(xì)菌被吸引到了陽(yáng)極。在1.5伏以上，細(xì)胞開(kāi)始消失并在30秒內(nèi)完全消失。在2.5伏的時(shí)候，細(xì)菌在一秒鐘后完全從表面消失。
該實(shí)驗(yàn)與專(zhuān)門(mén)進(jìn)行水凈化研究的Arnusch實(shí)驗(yàn)室合作，測(cè)試了含有LIG電極的10%二級(jí)處理廢水的細(xì)菌溶液中的，并發(fā)現(xiàn)處在2.5伏電壓9小時(shí)后，99.9%的細(xì)菌都被殺死了，電極強(qiáng)烈抵抗生物膜的形成。
研究人員懷疑，細(xì)菌可能是通過(guò)與LIG的表面、電荷以及局部產(chǎn)生的過(guò)氧化氫毒性相結(jié)合而導(dǎo)致死亡。這種接觸有點(diǎn)像是膝蓋撞擊路面，但在這種情況下，細(xì)菌是膝蓋，鋒利的石墨烯邊緣迅速破壞了細(xì)菌的膜。
幸運(yùn)的是，LIG的抗污性能可以防止細(xì)菌在表面聚集。
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