هناك علاقة وثيقة بين المواد والكهرباء وبناء على ظاهرة triboelectrification، من خلال تحديد المواد المناسبة وتصميم الدوائر، ويمكن إعداد بنجاح الطاقة الميكانيكية إلى نانومتر الاحتكاك مولد الطاقة الكهربائية، في حين أن المجال الكهربائي المطبق على المواد، ولكن أيضا يمكن أن يؤثر ذلك على العديد من جوانب المادة ، مثل تغيير كمية الشحنة وتوزيع الشحنة من المادة ، وعلى النقيض من ذلك ، فإن ما هو أقل شهرة هو أن الخلايا البيولوجية تمر أيضًا باستمرار بنشاط كهربائي مكثف وحساس ونشط. الحفاظ على الطاقة الأيضية يتم إنشاؤها المطلوبة، والبروتين من خلال نقل الإلكترون بين السلسلة التنفسية في سلسلة من الأدوات. المترجمة خلية حقيقية النواة الجهاز التنفسي سلسلة بروتين يرتبط في الميتوكوندريا، والسلسلة التنفسية من الكائنات الحية الدقيقة مثل البروتين ذات الصلة البكتيريا تقع على غشاء الخلية ، لذلك تكون الكائنات الدقيقة أكثر حساسية للاضطرابات الكهربائية الخارجية.
العديد من المواد الزرع التي كتبها التعديل المادي أو تعديل كيميائي من سطحه، للحصول على بعض خصائص مضادة للجراثيم، وبالتالي تكييف أكثر لاحتياجات عملية الزرع، وآلية عمل هذه التعديلات قد تقع على 'القوة'. كمادة القائمة على التيتانيوم قدم إلى السطح عن طريق أيونات الفضة زرع، النانوية الزنك، رد فعل الصغيرة الكهروكيميائية قد تحدث في الفضة والزنك التيتانيوم الركيزة حول الجسيمات النانوية مثل أن الركيزة التيتانيوم التي تم الحصول عليها خصائص مضادة للجراثيم. ومثال آخر هو عن طريق تعديل الكيميائي، والسطح من المواد موجبة الشحنة البوليمر على سطح معدلة من المواد مثل أن رسوم تغيير، ولكن خصائص مضادة للجراثيم أيضا المواد لا يمكن إلا أن قدرة مضادة للجراثيم التي تم الحصول عليها. وعلاوة على ذلك الحقل الكهربائي قد تكون أدخلت مباشرة إلى السطح من مواد النانو، وذلك بسبب صغر حجم مواد النانو، يمكن تشكيل حقل كهربائي عالي الجهد على السطح ليسبب التثقيب الكهربائي للبكتيريا ، ويمكن أن يسبب أيضًا التعقيم.
في الآونة الأخيرة، وجدت معهد بكين للنانو الطاقة والأكاديمية الصينية للعلوم أن في اختبار وتأكيد وضع الكهربائية جديد للعمل من المواد، والمواد يمكن الحصول على خصائص مضادة للجراثيم من النتائج يوم 24 مايو نشرت في "نيتشر - الاتصالات (Nature Communications) (DOI: 10.1038 / s41467-018-04317-2).
وجدت هذه الدراسة أن البحث نشأ من الأبحاث التي قام بها لي تشو ووانغ تشونغ لين من معهد نانو للطاقة في بحث مشترك حول نانو إنيرجي في عام 2017. وكان الباحث المساعد فينج هونغ تشينغ هو أول مؤلف. الاحتكاك جمعت نانو الطاقة موجة الجهد الناتج المولد، يتم توصيل التيار الكهربائي إلى قطعة قماش الكربون تعديلها مع أسلاك متناهية الصغر أكسيد الزنك والفضة نانو جزيئات، والسماح للحل البكتيريا من التي تتدفق من خلال المجال الكهربائي بين الملابس الكربون. اختبروا مولد عندما يتم توفير الجهد والتيار ، يتم قتل البكتيريا التي مرت عبر النظام ، وبعد توقف المولد عن العمل ولم يعد النظام يعمل بالطاقة ، يواصلون اكتشاف البكتيريا التي تُقتل لفترة من الزمن ، ووجدوا ظاهرة غريبة. الظاهرة: خلال فترة 20 دقيقة بعد توقف المولد عن إمداد الطاقة ، فإن قطب القماش الكربوني المعدل مع أكسيد الزنك و نانو الفضة لا يزال له تأثير قوي على البكتيريا التي تتدفق من خلالهم! إذا لم يكن هناك مصدر طاقة قبل المولد نفس قطب كربون القماش المعدّل بأكسيد الزنك والنانو ليس له مثل هذا التأثير القوي للجراثيم ، لأن الحل البكتيري لهذا النظام التجريبي يتدفق فقط مرة واحدة. وقد الكهربائي المنتج الكهروكيميائية قد تحدث أثناء energization مع تدفقات الحل أسفل قبل، وبالتالي فإن خصائص مضادة للميكروبات بعد انقطاع التيار الكهربائي ليست ناجمة عن المنتجات المتبقية من الكهروكيميائية، ولكن "الآثار المتبقية من" نوع واحد من الحقل الكهربائي الناجم عن المواد وجد الباحثون أن أكبر السعة من المواد الكهربائي (الفضة أكسيد نانو الزنك تعديل مضاعف> أكسيد الزنك واحد المعدلة> القماش الكربون الأصلي)، وبعد ذلك انقطاع التيار الكهربائي على المدى الطويل، وخصائص مضادة للميكروبات أقوى. وفي الوقت نفسه، انقطاع التيار الكهربائي بعد العلاج في جسم الخلية البكتيرية ، تم الكشف عن إشارة ROS قوية.
على هذا الأساس ، أخرج فنغ هونغ تشينغ طالب الدكتوراه وانغ مين للقيام بعمل تجريبى ، وعملت مجموعة لى تشو لمعهد نانو للطاقة ومجموعة تشو جيان هاو التابعة لجامعة مدينة هونج كونج عن كثب على إجراء دراسة منهجية لهذه الظاهرة. استخدموا نظام مضاد جديد للبكتيريا ومواد جديدة للسعة الكهربائية: من نظام التدفق الديناميكي الأصلي إلى نظام معالجة ثابت ، تم استخدام مادة سعوية تعتمد على الأنابيب النانوية لثاني أكسيد التيتانيوم لتعديل المواد الكربونية لزيادة سعة المادة. تقوم مصادر طاقة التيار المستمر والتيار المتردد بشحن المادة الكهربائية وكشف الخواص المضادة للبكتيريا للقطب بعد انقطاع التيار الكهربائي ، وتماشيًا مع نتائج Nano Energy ، تم اكتشافها أيضًا في النظام الجديد الذي أعطاه المجال الكهربي مضادًا للبكتيريا الأصلي. تتميز مواد السعة بخصائص جديدة مضادة للبكتيريا ، كما أن القدرة المضادة للبكتيريا مرتبطة ارتباطًا إيجابيًا بسعة المادة ، بالإضافة إلى استخدام مولدات النانو السابقة في الطاقة ، فإن استخدام وحدة تزويد طاقة التيار المستمر (DC) ، يمكن أن ينتج مثل هذه التأثيرات ؛ في الخلايا البكتيرية المعالجة في الجسم الحي ، تم الكشف عن إشارة الأكسجين النشطة ، وبناءً على ذلك ، أكدوا أن الشحن يمكن أن يعطي السعة الأصلية غير المضادة للبكتيريا الخصائص المضادة للبكتيريا للمواد هي ظاهرة عالمية ، وقد أطلقوا على هذه الخاصية "خاصية مضادة للبكتيريا بعد الشحن" ، كما وجدوا أن شحن هذه العملية ضد ثاني أكسيد التيتانيوم المشبع بالكربون إن التوافق الحيوي مع السطح لم ينتج أي تأثيرات ضائرة ، بل إنه أدى إلى تعزيز التصاق ونمو بانيات العظم على الركيزة.
"واتهم المضادة للميكروبات" اكتشاف وتأكيد، ويوفر طريقة جديدة لزرع المواد الطبية لنقل خصائص مضادة للميكروبات، على سبيل المثال: بالإضافة إلى طريقة التعديل السطحي التقليدي من الفيزيائية والكيميائية وغيرها، ببساطة عن طريق فرض رسوم عليه، قد يكون ثاني أكسيد التيتانيوم هذا أن سطح زرع العظام المواد المضادة للبكتيريا التي تم الحصول عليها، مما يقلل من خطر العدوى بعد العمليات الجراحية والمضاعفات. هذا النهج الجديد "، بعدما وجهت مضادات الميكروبات 'تعديل أيضا على تجنب الآثار السلبية للوسائل التقليدية الفيزياء والكيمياء، بانيات تعزز التصاق سطح الزرعة والنمو، يفضي جدا لإصلاح كسور بعد العلاج. وفي الوقت نفسه، كشف "تقاضي مضاد للجراثيم" لهذه الظاهرة، ولكن أيضا بين زوج من والمواد والناس البيولوجية الكهربائية فهم جديد للتفاعل، ومن المتوقع أن تصميم المشروع وفقا لتعديل المواد وتطوير المزيد من التطبيقات المزيد من الكهرباء. آلية ظاهرة عميقة الجذور هي أيضا تستحق مزيدا من الاستكشاف. هذا العمل ختم الأخضر الأحمر، ويرتبط انغ Guomin ربط الكاتب، وZhujian هاو تشو لي، معهد شنتشن التكنولوجيا المتقدمة الأكاديمية الصينية للعلوم الباحث يو هواي مؤلف كتاب المقابلة للورقة.
في الشكل 1، عندما فحص جراثيم مثقب كهربائي مع مولد المياه نانو، يتم تطبيق حقل كهربائي بعد اكتشاف أكسيد الزنك / حج الكهربائي، القطب لا تزال لديها القدرة لقتل البكتيريا. السعة وحجم المواد بعد تأثير مبيد للجراثيم السلطة وجود علاقة إيجابية.
آلية "ومضادات الميكروبات اتهم" من FIG 2 أوضحت يحدث تهمة النشط بين ورقة القطب إيجابية ونقل البكتيريا بعد اتهام، مما تسبب في النشاط الأكسدة انفجار (تنفجر ROS)، مما أدى إلى وفاة البكتيرية، قد يكون سبب هذه الظاهرة الأسباب.
