そこ材料との間の密接な相関関係があり、電界が材料に印加しながら摩擦帯電現象に基づく電気としては、適切な材料及び回路設計を選択することにより、正常に、電気エネルギー生成器摩擦ナノメートルに機械的エネルギーを調製することができるだけでなく、これは、物質の電荷量や電荷分布の変化など、物質の多くの側面に影響する可能性がありますが、それほど知られていないのは、生物細胞も常に集中的で繊細で活発な電気活動を受けているということです。生成された必要な代謝エネルギーを維持し、タンパク質は、器具のシリーズの呼吸鎖間の電子移動によるものである。真核細胞呼吸鎖関連タンパク質は、ミトコンドリアに局在する、例えば、細菌関連タンパク質などの微生物の呼吸鎖したがって、微生物は外部の電気的外乱に対してより敏感である。
物理的修飾又はその表面の化学修飾によって、多くのインプラント材料は、特定の抗菌特性を取得し、より多くのインプラントのニーズに適合し、したがってする。これらの修飾の作用のメカニズムは、チタン系材料として「電源」上に落下することができます銀で生じ得るイオン注入銀、亜鉛ナノ粒子、マイクロ電気化学反応によって表面に導入され、ナノ粒子の周りの亜鉛チタン基板は、チタン基板は、抗菌特性を得られるようにする。別の例は、化学修飾によって材料の表面でありますナノ材料の小さなサイズのために、ナノ材料の表面に直接的に正電荷が変更されるだけでなく、材料が他の抗菌能力は、抗菌特性を取得していることができないような材料の改質表面上にポリマーを充填した。電界をさらに導入することができます、表面に高電圧電場を形成させて細菌のエレクトロポレーションを引き起こすことができ、また殺菌を引き起こす可能性がある。
最近、ナノエナジーと中国科学院の北京研究所は、テスト中に、物質の作用の新しい電気モードを確認し、材料はネイチャー」に発表された5月24日に調査結果の抗菌性を得られることが分かっ - 通信（Nature Communications）（DOI：10.1038 / s41467-018-04317-2）。
研究は李忠林王と周タスクフォース合同タスクフォースは、ナノエナジーに2017年に最初の著者として、緑、赤リサーチアシスタントの手紙を公表した。その研究では、ナノエネルギーの研究から生まれたもの、彼らは意志摩擦収集ナノ波エネルギー発生器の出力電圧は、電流が酸化亜鉛ナノワイヤ及びナノ銀粒子で修飾された炭素布電極に接続され、カーボンクロスとの間の電界を通って流れるの菌液を許可されている。彼らは、発電機をテスト電圧と電流が供給されると、システムを通過したバクテリアが殺され、発電機が停止してシステムの電源が切れた後、一定期間殺されたバクテリアを検出し続ける。現象：発電機が電力供給を停止してから20分の間に、酸化亜鉛とナノ銀で改質されたカーボンクロス電極は、それらを通って流れる細菌に対して強い殺傷効果を有する！発電機の前に電源がない場合酸化亜鉛とナノ銀で修飾された同じ炭素布の電極には、このような強力な殺菌効果はありません。この実験システムの細菌溶液は一度しか流れません電極の電気化学的生成物は、通電中に発生し得る液とされている前に流下し、したがって抗菌性停電が電気化学の残留製品に起因しないれた後、しかし電界の一種「の残留効果は、」材料によって引き起こされます研究者らは、電極材料（銀ナノ酸化亜鉛は、二重修飾>酸化亜鉛単修飾>オリジナルカーボンクロス）、長期停電後、強い抗菌特性の大きな容量ことがわかった。一方、停電を処理した後細菌細胞体では、強いROSシグナルが検出された。
このような状況の中で、ナノテクノロジー研究所のLi Zhouグループと香港市立大学のZhu Jianhaoグループは、この現象を体系的に研究するために緊密に協力し、彼らは、新しい抗菌システムと新しい容量性電極材料を使用しました。元のダイナミックフローシステムから静的処理システムまで、二酸化チタンナノチューブに基づく容量性材料を使用して炭素材料を改変して材料の容量を増加させました。従来のDCおよびAC電源は、電極材料を充電し、電源を切った後の電極の抗菌特性を検出する.Nano Energyの発見と一致して、新しいシステムでは、電場が元の抗菌性従来のナノ発電機を使用して電力を供給することに加えて、一般的なDC、AC電源を使用することによってそのような効果を生み出すことができる;処理された細菌細胞インビボでは、活性酸素シグナルも検出され、これに基づいて、帯電によって元の非抗菌性の静電容量が得られることが確認された材料の抗菌性は普遍的な現象であり、この現象を「ポスト帯電抗菌性」と命名し、この操作を炭素ドープ二酸化チタン表面の生体適合性はいかなる悪影響も生じず、基質上の骨芽細胞の接着および成長を促進しさえした。
「帯電後の抗菌特性」の発見と確認は、医療用インプラント材料に抗菌特性を付与する新しい方法を提供します。例えば、従来の物理的および化学的表面改質方法に加えて、二酸化チタンは、整形外科用インプラントの表面は、抗菌材料、それにより術後感染症および合併症のリスクを減少させる、得られたものであってもよい。さらに、物理学と化学の伝統的な手段の負の影響を回避するために修正「抗菌充電後」この新しいアプローチ、骨芽細胞は、インプラント表面の付着と成長を促進し、治療後に骨折を修復するために非常に助長している。一方、この現象の「抗菌充電」だけでなく、電気的、生物学的材料と人々のペア間の啓示相互作用の新しい理解は、より多くの電力がそれに応じて修飾物質のスキームとより多くのアプリケーションの開発を設計することが期待される。根深い現象はさらに探求する価値があるの機構。この仕事赤、緑シール、王Guomin結ばれ著者、Li Zhou and Zhu Jianhao、中国科学アカデミー王淮義の先端技術研究所の研究者は、論文の横並びの著者である。
図1、ナノ水生成器と電気穿孔殺菌アッセイでは、電界は、電極は依然として細菌を殺す能力を有する、のZnO / Ag電極の発見の後に適用される。容量と材料のサイズ電力殺菌効果後正の相関。
図2「充電後の抗菌効果」のメカニズム正極シートと充電後の細菌との間の激しい電荷移動は、ROSバーストを引き起こし、細菌を死滅させる原因となります。理由。
