Scienziati della National University of Science and Technology e colleghi della Derzhavin Tambov State University e della Saratov Chernyshevsky State University hanno scoperto che il grafene è in grado di purificare l'acqua, rendendolo bevibile, senza ulteriore clorazione. Le cellule batteriche catturate formano fiocchi che possono essere facilmente estratti dall'acqua. Il grafene separato dagli ultrasuoni può essere riutilizzato. L'articolo sulla ricerca è pubblicato su Scienza e ingegneria dei materiali C .

Il grafene e l'ossido di grafene (una versione più stabile del materiale nelle soluzioni colloidali) sono nanostrutture di carbonio estremamente promettenti per la biomedicina. Per esempio, può essere utilizzato per la somministrazione mirata di farmaci su scale di grafene e per l'imaging del tumore. Un'altra proprietà interessante del grafene e dell'ossido di grafene è la capacità di distruggere le cellule batteriche, anche senza l'uso aggiuntivo di farmaci antibiotici.

Nello studio attuale, i ricercatori hanno iniettato ossido di grafene in soluzioni (mezzo nutritivo e soluzione salina) contenenti E.coli. Secondo i termini dell'esperimento, acqua simulata salina, e il mezzo nutritivo ha simulato il mezzo del corpo umano. I risultati hanno mostrato che l'ossido di grafene insieme ai batteri vivi e distrutti formano fiocchi all'interno delle soluzioni. La massa risultante può essere facilmente estratta, rendendo l'acqua quasi completamente priva di batteri. Se la massa estratta viene poi trattata con ultrasuoni, il grafene può essere separato e riutilizzato.

"Come soluzioni di lavoro, abbiamo scelto un mezzo nutritivo per la coltivazione dei batteri, così come la normale soluzione salina, che viene utilizzato per le iniezioni. E. coli modificato con un agente luminescente è stato utilizzato per facilitare la visualizzazione degli esperimenti, " dice il collaboratore Aleksandr Gusev.

L'ossido di grafene è stato aggiunto alla soluzione nutritiva in diverse concentrazioni:0,0025 g/l, 0, 025 g/litro, 0,25 g/l e 2,5 g/l. Come si è scoperto, anche ad una concentrazione minima di ossido di grafene in soluzione salina, l'effetto antibatterico osservato era significativamente maggiore rispetto al mezzo nutritivo. Gli scienziati ritengono che questo non indichi un meccanico, ma una natura biochimica del meccanismo d'azione, poiché ci sono molti meno nutrienti nella soluzione salina, i batteri si muovevano più attivamente e venivano "catturati" dalle scaglie di ossido di grafene più spesso.

Secondo i dati del test fluorescente, confermata da microscopia confocale laser e microscopia elettronica a scansione, a 2,5 g/l di concentrazione di ossido di grafene, il numero di batteri è diminuito più volte rispetto al gruppo di controllo e si è avvicinato allo zero.

Sebbene non sia ancora noto esattamente come avvenga l'ulteriore distruzione dei batteri, i ricercatori ritengono che l'ossido di grafene provochi la formazione di radicali liberi dannosi per i batteri.

Secondo gli scienziati, se un tale sistema di purificazione viene utilizzato per l'acqua, sarà possibile evitare un'ulteriore clorazione. Ci sono altri vantaggi:la decontaminazione con ossido di grafene ha un costo contenuto, Inoltre, questa tecnologia è facilmente adattabile al formato dei grandi impianti di trattamento delle acque reflue urbane.