Il y a une corrélation étroite entre le matériau et le électrique basé sur le phénomène de triboélectrification, en choisissant des matériaux appropriés et la conception de circuits, peut être une énergie mécanique préparé avec succès en nanomètres de friction du générateur d'énergie électrique, tandis que le champ électrique appliqué au matériau, mais aussi il peut être généré pour affecter de nombreuses propriétés du matériau, telles que la modification du nombre de charge et la distribution de charge du matériau. contrairement à cela, on connaît moins, le temps pour les cellules biologiques sont denses, fines et l'activité électrique active les cellules. le maintien de l'énergie métabolique nécessaire est générée, la protéine se fait par transfert d'électrons entre la chaîne respiratoire dans la série d'outils. protéine associée à la chaîne respiratoire cellulaire eucaryote est localisé dans les mitochondries, la chaîne respiratoire des micro-organismes tels que les protéines liées aux bactéries Situé sur la membrane cellulaire, les microorganismes sont donc plus sensibles aux perturbations électriques externes.
De nombreux matériaux d'implant par une modification physique ou modification chimique de sa surface, pour obtenir une certaine propriétés antibactériennes, et donc plus adaptée aux besoins de l'implant. Le mécanisme d'action de ces modifications peut tomber sur le « pouvoir ». En tant que matériau à base de titane introduit dans la surface par l'intermédiaire d'argent d'implantation d'ions, des nanoparticules de zinc, réaction de micro-électrochimique peut se produire dans l'argent, le substrat de titane de zinc autour des nanoparticules de telle sorte que le substrat de titane obtenu des propriétés antibactériennes. Un autre exemple est par modification chimique, la surface du matériau polymère chargé positivement sur la surface modifiée du matériau tel que la charge est modifiée, mais aussi le matériel ne peut pas autrement pouvoir antibactérien obtenu des propriétés antibactériennes. en outre, le champ électrique peut être introduit directement à la surface des nano-matériaux, en raison de la petite taille des nano-matériaux, Un champ électrique à haute tension peut être formé sur la surface pour provoquer l'électroporation des bactéries, et il peut également provoquer une stérilisation.
Récemment, le Beijing Institute of Nano énergie et de l'Académie chinoise des sciences a révélé que dans le test et confirmer un nouveau mode d'action électrique du matériau, le matériau peut être obtenu des propriétés antibactériennes des résultats le 24 mai publiée dans « Nature - Communications (Nature Communications) (DOI: 10.1038 / s41467-018-04317-2).
Cette étude a révélé que la recherche provenait des travaux de recherche de Li Zhou et Wang Zhonglin de l'Institut Nano Energy dans la recherche conjointe sur Nano Energy en 2017. Feng Hongqing, premier chercheur associé, a été le premier auteur. friction recueillies tension de sortie du générateur d'énergie de nano d'onde, le courant est reliée à l'électrode en tissu de carbone modifié avec des particules d'oxyde de zinc de nanofils et d'argent nano, et permettre à la solution de bactéries de circuler à travers le champ électrique entre les nappes de carbone. ils ont testé générateur Lorsque la tension et le courant sont fournis, les bactéries qui ont traversé le système sont tuées, après que le générateur cesse de fonctionner et que le système n'est plus alimenté, il continue à détecter les bactéries qui sont tuées pendant un certain temps. Le phénomène: Pendant la période de 20 minutes après que le générateur arrête de fournir de l'énergie, l'électrode en tissu de carbone modifiée avec de l'oxyde de zinc et de l'argent nano a encore un fort effet destructeur sur les bactéries qui les traversent! La même électrode de tissu de carbone modifiée avec de l'oxyde de zinc et du nanosilver n'a pas un tel effet bactéricide, car la solution bactérienne de ce système expérimental ne traverse qu'une fois. Les électrodes, les produits électrochimiques qui peuvent se produire pendant la mise sous tension ont coulé avec la solution précédente, donc les propriétés antibactériennes après la mise hors tension ne sont pas causées par les produits électrochimiques résiduels, mais un champ électrique causé par les 'effets résiduels' du matériau. les chercheurs ont constaté que plus la capacité du matériau d'électrode (oxyde d'argent nano de zinc modifié doublement> oxyde de zinc unique modifié> tissu de carbone d'origine), après quoi la panne de courant à long terme, les propriétés antimicrobiennes plus fortes. Pendant ce temps, la panne d'alimentation après traitement Dans le corps de la cellule bactérienne, un fort signal ROS a été détecté.
Sur cette base, Feng Hongqing a dirigé le doctorant Wang Min pour effectuer des travaux expérimentaux.Le groupe Li Zhou du Nano Energy Institute et le groupe Zhu Jianhao de la City University de Hong Kong ont travaillé en étroite collaboration pour mener une étude systématique de ce phénomène. Ils ont utilisé un nouveau système antibactérien et de nouveaux matériaux d'électrodes capacitifs: du système d'écoulement dynamique original à un système de traitement statique, un matériau capacitif à base de nanotubes de dioxyde de titane a été utilisé pour modifier la capacité du matériau. Les sources d'alimentation CC et AC conventionnelles chargent le matériau de l'électrode et détectent les propriétés antibactériennes de l'électrode après la mise hors tension.Conformément aux découvertes de Nano Energy, ils ont également détecté dans le nouveau système que le champ électrique donnait l'antibactérien original. Les matériaux capacitifs ont de nouvelles propriétés antibactériennes, et la capacité antibactérienne est positivement liée à la capacité du matériau.En plus d'utiliser les nanogénérateurs précédents pour alimenter, l'utilisation d'une alimentation DC, AC commune peut produire de tels effets: Dans les cellules bactériennes traitées In vivo, le signal d'oxygène actif a également été détecté, confirmant que la charge peut donner la capacité non-antibactérienne d'origine. Les propriétés antibactériennes des matériaux sont un phénomène universel: ils ont baptisé ce phénomène «propriété antibactérienne post-charge» et ont constaté que cette opération était chargée contre le dioxyde de titane dopé au carbone. La biocompatibilité de la surface n'a produit aucun effet indésirable et a même favorisé l'adhésion et la croissance des ostéoblastes sur le substrat.
« L'agent antimicrobien chargé » découverte et la confirmation, fournit une nouvelle méthode de matériaux d'implants médicaux pour conférer des propriétés antimicrobiennes, par exemple: En plus de la méthode de modification de surface traditionnelle de physique, chimique, etc., en chargeant simplement, il le dioxyde de titane peut être telle que la surface d'implants orthopédiques matériau antibactérien obtenu, réduisant ainsi le risque d'infections post-opératoires et les complications. cette nouvelle approche « après la charge antimicrobien » en outre modifié pour éviter les effets négatifs des moyens traditionnels de la physique et de la chimie, ostéoblastes favoriser l'adhérence de la surface de l'implant et la croissance, est très propice à la réparation des fractures après le traitement. Pendant ce temps, la révélation de la charge anti-bactérien »de ce phénomène, mais aussi entre une paire de matériaux électriques, biologiques et des personnes une nouvelle compréhension de l'interaction, plus d'électricité devrait concevoir schéma modifié en conséquence des matériaux et le développement de plus d'applications. mécanisme phénomène profond est également intéressant une exploration plus poussée. ce travail sceau rouge vert, est lié Wang Guomin un écrivain, et Hao Zhou Li Zhujian, Institut de chercheur Yu Huai Académie chinoise des sciences de la technologie de pointe de Shenzhen liée auteur de l'article.
Sur la figure 1, lorsque l'essai bactéricide perforé électrique avec le générateur d'eau nano, un champ électrique est appliqué après la découverte de l'électrode ZnO / Ag, l'électrode ayant encore la capacité de tuer les bactéries. Capacitance et la taille du matériau après l'effet bactéricide de puissance Corrélation positive
Mécanisme de charge vigoureuse. « L'agent antimicrobien chargé » de la figure 2 expliqué. Se produit entre la feuille d'électrode positive et le transfert des bactéries après la charge, ce qui provoque (éclatement ROS) activité de salve oxydative, entraînant la mort bactérienne, ce phénomène peut être provoqué Raisons
