Бактерии в ловушке: графеновый фильтр захватывает и уничтожает патогены

Учёные из Университета Райса создали самостерилизующиеся воздушные фильтры на основе лазерно-индуцированного графена (LIG). Эти гибкие фильтры захватывают патогены из воздуха и убивают их короткими импульсами электрического тока.

Как работает фильтр

• Материал: LIG — это проводящая пена из чистых углеродных листов толщиной в атом, которую синтезируют, нагревая поверхность обычного полиимидного листа промышленным лазерным резаком.
• Захват: Фильтр улавливает бактерии, грибки, споры, прионы, эндотоксины и другие биологические загрязнители, переносимые каплями, аэрозолями и твёрдыми частицами.
• Уничтожение: Периодическое пропускание тока вызывает джоулев нагрев фильтра до 350 градусов Цельсия. Этой температуры достаточно, чтобы уничтожить патогены и разложить их токсичные побочные продукты, которые могут питать новые микроорганизмы или активировать иммунную систему человека. Нагрев и охлаждение происходят за секунды.

Результаты и перспективы

• Эффективность: В тестах фильтр пропускал воздух со скоростью 10 литров в минуту в течение 90 часов. Последующий нагрев полностью стерилизовал его. Инкубация использованных фильтров ещё 130 часов не показала роста бактерий на нагретых образцах.
• Применение: Технология может быть особенно востребована в больницах для снижения риска внутрибольничных инфекций. Один фильтр LIG может заменить два фильтрующих слоя, требуемых действующими стандартами для систем вентиляции.
• Преимущества: Самостерилизация может увеличить срок службы фильтров по сравнению с традиционными. Технология также рассматривается для использования в коммерческой авиации.

Как отметил профессор Джеймс Тур: «Миру давно нужен подход для снижения риска переноса патогенов по воздуху и их вредных продуктов. Этот воздушный фильтр LIG может стать важной частью такой защиты».