凈水過濾裝置的一大問題，就是隨著時間的推移，細(xì)菌會在材料的表面聚集，導(dǎo)致效果逐漸變差。不過圣路易斯華盛頓大學(xué)的研究人員，已經(jīng)開發(fā)出了一種新型過濾膜。它借助石墨烯來主動殺死細(xì)菌，以減少生物污染。更有趣的是，它還靈活運用了細(xì)菌的力量。制造期間，研究人員先將一種含糖物質(zhì)喂給酸醋桿菌(Gluconacetobacter hansenii)。然后，細(xì)菌會在水中生產(chǎn)納米纖維素。
在纖維增長的同時，團(tuán)隊還加入了氧化石墨烯薄片，以增加濾膜的穩(wěn)定性和耐用性。研究主要合著者之一的 Young-Shin Jun 稱：
“這就像是借助微生物的 3D 打印，我們可以在細(xì)菌的納米纖維素生長過程中，添加我們喜歡的任何東西。我們已在不同的 pH 條件下進(jìn)行了觀察。”
與真空過濾或旋涂制備的濾膜相比，氧化石墨烯生物膜的性狀更加穩(wěn)定。
“在利用完細(xì)菌之后，研究人員又通過堿溶液，處死了生產(chǎn)纖維素的醋酸桿菌。同時去除其中的氧基團(tuán)，對氧化石墨烯進(jìn)行‘還原’。”
處理后的石墨烯生物膜會對光產(chǎn)生反應(yīng)，以殺死粘附在膜上的其它細(xì)菌。
“研究合著者 Srikanth Singamaneni 表示，如果你想借助微生物來凈水，膜中還原的氧化石墨烯可以吸收陽光，加熱濾膜并殺死細(xì)菌。”
為了測試這種濾膜的殺菌能力，研究人員將之暴露在大腸桿菌之下。
“結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只需三分鐘的光照，就足以將膜加熱到 70°C(158°F)以上，輕松殺死病蟲微生物。而在高壓下，滅菌膜能夠以兩倍于普通膜的速度來濾水。”
作為對比，如果沒有還原氧化的石墨烯，制備的濾膜并不能有效殺死大腸桿菌。
“值得一提的是，新工藝的成本相對較低，有助于數(shù)百萬發(fā)展中國家的人們喝上清潔的飲用水。”
有關(guān)這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《 環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》期刊上。原標(biāo)題為：
“《Photothermally Active Reduced Graphene Oxide/Bacterial Nanocellulose Composites as Biofouling-Resistant Ultrafiltration Membranes》”
原標(biāo)題：細(xì)菌織造纖維素：新型氧化石墨烯濾芯制備技術(shù)可高效凈水
特此聲明：
1. 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點。
2. 請文章來源方確保投稿文章內(nèi)容及其附屬圖片無版權(quán)爭議問題，如發(fā)生涉及內(nèi)容、版權(quán)等問題，文章來源方自負(fù)相關(guān)法律責(zé)任。
3. 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日內(nèi)起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)益。