Раскрыт молекулярный механизм антибактериального действия графена
Графен — настоящее чудо XXI века. Помимо уникальных технических характеристик, этот удивительный материал обладает и антибактериальными свойствами, оставаясь при этом абсолютно безопасным для человека.
Эта его особенность уже применяется: в Южной Корее налажен выпуск антимикробных зубных щеток с графеном. Ученые из KAIST провели исследование, которое выяснило, почему графен избирательно устраняет только бактерии. Результаты опубликованы в журнале Advanced Functional Materials.
Оксид графена — это наноматериал, представляющий собой атомарный слой углерода (графен) с присоединенными атомами кислорода. Он хорошо смешивается с водой и проявляет различные полезные свойства, включая антибактериальные. Механизм этого действия на молекулярном уровне до сих пор оставался не до конца понятым.
Выяснилось, что графен присоединяется к мембранам бактерий и разрушает их (подобно тому, как магнит притягивается только к определенным металлам), не затрагивая при этом клетки человека. Это обусловлено избирательной связью кислородсодержащих функциональных групп на поверхности оксида графена с фосфолипидом POPG, специфичным для мембран бактериальных клеток.
Эксперименты показали, что волокна на основе этого материала сохраняют свои антибактериальные свойства даже после многократных стирок, что открывает перспективы для использования в самых разных отраслях промышленности, включая производство одежды и медицинского текстиля.
«Это исследование наглядно демонстрирует, почему графен способен избирательно уничтожать бактерии, оставаясь безопасным для человеческого организма. Используя этот принцип, мы можем выйти за рамки создания безопасной одежды без агрессивных химических веществ и открыть безграничные возможности для применения — от носимых устройств до систем медицинского текстиля», — сказал профессор Ким Сан Ок, один из руководителей исследования.
Технология уже находит применение в потребительских товарах. Вышеупомянутая зубная щетка выпущена стартапом, организованным при участии преподавателей университета, в количестве более 10 миллионов штук. Текстильный материал GrapheneTex, созданный с использованием этой технологии, применен в форме команды по тхэквондо на Олимпийских играх 2024 года в Париже. Ожидается, что из него пошьют также функциональную спортивную одежду для предстоящих Азиатских игр 2026 года.
