带电石墨烯过滤器可捕获并杀死空气中的微生物

据外媒New Atlas报道，经空气传播的细菌和其他病原体可能是真正的危害，尤其是在医院等环境中。现在，莱斯大学的研究人员开发了一种新的由石墨烯泡沫制成的空气滤清器，该滤清器可以用电流来杀死其捕获的微生物。

该设备使用由莱斯大学此前开发的激光诱导石墨烯（LIG）制成。顾名思义，这种材料是通过用激光将聚酰亚胺薄片切成薄片，使其膨化成泡沫状的石墨烯制成的。

在这种情况下，研究小组用激光切割机对聚酰亚胺的两侧进行了喷砂处理，在中心留下了聚合物的薄晶格以增强结构。通过使用不同的激光温度，该团队可以将石墨烯纤维“起毛”到不同程度，从而在外部形成一个茂密的“森林”，并在内部形成更小的互连薄片。

具有如此大的表面积使LIG成为空气中细菌、真菌、孢子、病毒、内毒素和其他生物污染物沉降的理想场所。当他们这样做时，他们感到震惊。石墨烯是著名的电导体，而这种泡沫状的LIG也不例外。一小电流流经莱斯团队的过滤器，定期将其加热到350°C（662°F），并杀死陷阱中捕获的任何东西。根据该团队的说法，仅需几秒钟即可加热和冷却材料，并且耗电不多。

该团队在商业真空过滤系统中测试了新的过滤器设计，该系统每分钟循环通过10 L（2.6加仑）空气。在该系统中对两组LIG过滤器进行了90个小时的测试-一组进行了定期热封和加热，而另一组仅是被动捕获的微生物，没有进行任何自我消毒。

在测试结束时，将两组过滤器在促进细菌生长的温度下放置130小时。尚未过滤的对照过滤器显示出正常的细菌生长水平，但已通电的对照过滤器则完全没有细菌生长。

这并不是说过滤器没有电气化就无法发挥作用。在另一项测试中，研究小组在LIG过滤器的下游放置了一个膜，结果表明细菌在表面的生长不那么容易。这表明它们仍然很难通过滤波器，因此仍可以用作无源滤波器。

研究小组表示，这些LIG过滤器（不论是否带电）都可以用于医院或商用飞机等地方的过滤系统中，其空气传播的病原体易于迅速扩散。这可能构成我们防御抗生素耐药性细菌潮的重要措施。

这项研究发表在《ACS Nano》杂志上。