Esiste una stretta correlazione tra il materiale e l'elettrico Come basata sul fenomeno della triboelectrification, selezionando materiali idonei e disegno di circuito, può essere preparato con successo l'energia meccanica in nanometri attrito generatore di energia elettrica, mentre il campo elettrico applicato al materiale, ma anche Può influenzare molti aspetti del materiale, come la variazione della quantità di carica e la distribuzione della carica del materiale, al contrario, ciò che è meno noto è che anche le cellule biologiche sono costantemente sottoposte ad attività elettrica intensa, delicata e attiva. mantenendo energia metabolica necessaria è generata, la proteina è attraverso il trasferimento di elettroni tra la catena respiratoria nella serie di attrezzi. cellula eucariotica catena respiratoria associata proteina è localizzata nei mitocondri, la catena respiratoria di microrganismi come batteri proteina-correlati Situato sulla membrana cellulare, pertanto i microrganismi sono più sensibili ai disturbi elettrici esterni.
Molti materiale dell'impianto mediante modificazione fisica o modificazione chimica della sua superficie, per ottenere una certa proprietà antibatteriche, e quindi più adatta alle esigenze dell'impianto. Il meccanismo di azione di tali modifiche può cadere sulla 'potenza'. Come materiale a base di titanio introdotto nella superficie a titolo di argento impiantazione ionica, nanoparticelle zinco, reazione micro-elettrochimica può verificarsi in argento, zinco titanio substrato attorno nanoparticelle tale che il substrato di titanio ottenuta proprietà antibatteriche. Un altro esempio è mediante modificazione chimica, la superficie del materiale polimero carichi positivamente sulla superficie modificata del materiale tale che la carica viene cambiato, ma proprietà antibatteriche anche il materiale può non altrimenti capacità antibatterica ottenuti. ulteriormente il campo elettrico può essere introdotto direttamente alla superficie dei nano-materiali, a causa delle ridotte dimensioni dei nano-materiali, Sulla superficie può essere formato un campo elettrico ad alta tensione per causare l'elettroporazione dei batteri e può anche causare sterilizzazione.
Recentemente, l'Istituto di energia Nano e Accademia Cinese delle Scienze di Pechino ha scoperto che in prova e confermare una nuova modalità elettrica di azione del materiale, il materiale può essere ottenuto proprietà antibatteriche dei risultati il 24 maggio pubblicato su "Nature - Comunicazioni (Nature Communications) (DOI: 10.1038 / s41467-018-04317-2).
Questo studio ha scoperto che la ricerca è nata dal lavoro di ricerca di Li Zhou e Wang Zhonglin del Nano Energy Institute in una ricerca congiunta su Nano Energy nel 2017. L'assistente ricercatore Feng Hongqing è stato il primo autore. attrito raccolto nano tensione di uscita del generatore di energia a microonde, la corrente è collegato all'elettrodo panno carbonio modificato con particelle di ossido di zinco e nanofili argento nano, e lasciare che la soluzione batteri di fluire attraverso il campo elettrico tra i teli di carbonio. hanno testato generatore Quando vengono alimentati la tensione e la corrente, i batteri che sono passati attraverso il sistema vengono uccisi: dopo che il generatore smette di funzionare e il sistema non è più alimentato, continuano a rilevare i batteri che vengono uccisi per un periodo di tempo. Il fenomeno: durante il periodo di 20 minuti dopo che il generatore smette di fornire energia, l'elettrodo di tessuto di carbonio modificato con ossido di zinco e argento nano ha ancora un forte effetto letale sui batteri che li attraversano! Se non c'è alimentazione prima del generatore Lo stesso elettrodo in tessuto di carbonio modificato con ossido di zinco e nanosilver non ha un effetto battericida così forte, poiché la soluzione batterica di questo sistema sperimentale scorre solo una volta Elettrodo prodotto elettrochimica possono verificarsi durante l'eccitazione sono stati con la soluzione scende prima, e quindi le proprietà antimicrobiche dopo un'interruzione di corrente non è causato dai prodotti residuali delle elettrochimica, ma 'gli effetti residui' un tipo di campo elettrico causati da materiale i ricercatori hanno trovato che maggiore è la capacità del materiale di elettrodo (ossido di nano zinco argento doppiamente modificato> ossido di zinco singola modificato> tessuto di carbonio originale), dopo di che la caduta di tensione lungo termine, le proprietà antimicrobiche forti. Nel frattempo, la mancanza di corrente dopo il trattamento Nel corpo cellulare batterico è stato rilevato un forte segnale ROS.
Su questa base, Feng Hongqing ha diretto lo studente di dottorato Wang Min a svolgere attività sperimentali: il gruppo Li Zhou del Nano Energy Institute e il gruppo Zhu Jianhao della City University di Hong Kong hanno lavorato a stretto contatto per condurre uno studio sistematico di questo fenomeno. Hanno usato un nuovo sistema antibatterico e nuovi materiali per elettrodi capacitivi: dal sistema di flusso dinamico originale a un sistema di trattamento statico, è stato utilizzato un materiale capacitivo basato su nanotubi di biossido di titanio per modificare il materiale di carbonio per aumentare la capacità del materiale. Le fonti convenzionali DC e AC caricano il materiale dell'elettrodo e rilevano le proprietà antibatteriche dell'elettrodo dopo lo spegnimento. Coerentemente con le scoperte di Nano Energy, hanno anche rilevato nel nuovo sistema che il campo elettrico ha dato l'originale antibatterico I materiali di capacità hanno nuove proprietà antibatteriche e la capacità antibatterica è positivamente correlata alla capacità del materiale.In aggiunta all'uso dei precedenti nanogeneratori, l'uso di un comune alimentatore a corrente continua in CA può produrre tali effetti; In vivo, è stato anche rilevato il segnale di ossigeno attivo, in base a ciò, hanno confermato che la carica può conferire la capacità originale non antibatterica Le proprietà antibatteriche dei materiali sono un fenomeno universale: hanno chiamato questo fenomeno "proprietà antibatteriche post-carica" e hanno anche scoperto che questa operazione viene addebitata al diossido di titanio drogato con carbonio La biocompatibilità della superficie non ha prodotto effetti avversi e ha addirittura favorito l'adesione e la crescita degli osteoblasti sul substrato.
La scoperta e la conferma delle "proprietà antibatteriche dopo la carica" fornisce un nuovo metodo per conferire proprietà antibatteriche ai materiali implantari, ad esempio: oltre ai tradizionali metodi di modifica della superficie fisica e chimica, le persone si limitano a caricare biossido di titanio può essere tale che la superficie di protesi ortopediche materiale antibatterico ottenuta, riducendo così il rischio di infezioni post-operatorie e complicazioni. questo nuovo approccio 'dopo la carica antimicrobico' ulteriormente modificato per evitare gli effetti negativi di mezzi tradizionali di fisica e chimica, osteoblasti promuovere l'adesione e la crescita superficie dell'impianto, è molto favorevole per riparare fratture dopo il trattamento. Nel frattempo, rivelazione 'della carica antibatterica' di questo fenomeno, ma anche tra una coppia di materiali e persone biologici elettrici una nuova comprensione dell'interazione, più elettricità dovrebbe progettare schema modificata di conseguenza dei materiali e lo sviluppo di più applicazioni. il meccanismo di fenomeno profonda è anche la pena di esplorare ulteriormente. questo sigillo verde rosso lavoro, è legato Wang Guomin Un autore, Li Zhou e Zhu Jianhao, ricercatore dell'istituto di tecnologia avanzata dell'Accademia cinese delle scienze Wang Huaiyu è l'autore del documento affiancato.
In figura 1, quando il elettrico dosaggio battericida perforata con generatore di acqua nano, un campo elettrico viene applicato dopo la scoperta dell'elettrodo ZnO / Ag, l'elettrodo continua ad avere la capacità di uccidere i batteri. Capacità e le dimensioni del materiale dopo energetico effetto battericida Correlazione positiva
Meccanismo di 'antimicrobica carica' di fig. 2 spiegato. Carica vigorosa avviene tra il foglio elettrodo positivo e il trasferimento di batteri dopo la carica, causando attività burst ossidativo (ROS scoppio), con conseguente morte batterica, questo fenomeno può essere causato ragioni.
