Hay una estrecha correlación entre el material y la eléctrica Como basado en el fenómeno de la triboelectrificación, mediante la selección de materiales adecuados y el diseño de circuitos, se pueden preparar con éxito la energía mecánica en nanómetros de fricción generador de energía eléctrica, mientras que el campo eléctrico aplicado al material, sino también Puede afectar muchos aspectos del material, como cambiar la cantidad de carga y la distribución de carga del material. Por el contrario, lo que se sabe menos es que las células biológicas también están constantemente sometidas a una actividad eléctrica intensa, delicada y activa. el mantenimiento de la energía metabólica requerida se genera, la proteína es a través de la transferencia de electrones entre la cadena respiratoria en la serie de implementos. célula eucariota respiratoria proteína asociada cadena se localiza en las mitocondrias, la cadena respiratoria de microorganismos tales como proteínas relacionadas de bacterias Ubicados en la membrana celular, por lo tanto, los microorganismos son más sensibles a las perturbaciones eléctricas externas.
Muchos material de implante por modificación física o modificación química de su superficie, para obtener un cierto propiedades antibacterianas, y por tanto más adaptado a las necesidades del implante. El mecanismo de acción de estas modificaciones puede caer en la 'potencia'. Como material a base de titanio introducido en la superficie a modo de plata implantación de iones, las nanopartículas de zinc, la reacción micro-electroquímica puede ocurrir en plata, sustrato de titanio zinc alrededor de las nanopartículas tal que el sustrato de titanio obtenido propiedades antibacterianas. Otro ejemplo es por modificación química, la superficie del material cargado positivamente de polímero sobre la superficie modificada del material de tal manera que la carga se cambia, pero propiedades antibacterianas también el material puede de otro modo no habría capacidad antibacteriana obtenidos. aún más el campo eléctrico puede ser introducido directamente a la superficie de las nano-materiales, debido al pequeño tamaño de los nano-materiales, Se puede formar un campo eléctrico de alto voltaje en la superficie para provocar la electroporación de bacterias y también puede causar la esterilización.
Recientemente, el Instituto de Energía y Nano Academia China de Ciencias de Pekín encontró que en la prueba y confirmar un nuevo modo de acción eléctrica del material, el material se puede obtener propiedades antibacterianas de los resultados el 24 de mayo, publicado en "Nature - Comunicaciones (Comunicaciones de la naturaleza) (DOI: 10.1038 / s41467-018-04317-2).
Este estudio descubrió que la investigación se originó en el trabajo de investigación de Li Zhou y Wang Zhonglin del Nano Energy Institute en una investigación conjunta sobre Nano Energy en 2017. El investigador asociado Feng Hongqing fue el primer autor. En ese trabajo, lo harán Al recoger la energía de las olas del voltaje de salida del nanogenerador de fricción, la corriente se conecta al electrodo de tela de carbono modificado por nanocables de óxido de zinc y partículas de nano-plata, y deja que la solución bacteriana fluya de la tela de carbono al campo eléctrico. Cuando se suministran el voltaje y la corriente, mueren las bacterias que pasaron por el sistema. Después de que el generador deja de funcionar y el sistema deja de funcionar, continúan detectando la bacteria que se está matando por un período de tiempo. Encontraron un fenómeno extraño. El fenómeno: durante el período de 20 minutos después de que el generador deja de suministrar energía, el electrodo de tela de carbono modificado con óxido de zinc y nano plata todavía tiene un fuerte efecto asesino sobre la bacteria que fluye a través de ellos. Si no hay suministro de energía antes del generador El mismo electrodo de tela de carbono modificado con óxido de zinc y nanoplata no tiene un efecto bactericida tan fuerte, ya que la solución bacteriana de este sistema experimental solo fluye una vez Electrodos, productos electroquímicos que pueden ocurrir durante la activación han fluido junto con la solución anterior, por lo que las propiedades antibacterianas después del apagado no son causadas por los productos electroquímicos residuales, sino un campo eléctrico causado por los "efectos residuales" del material. Los investigadores descubrieron que cuanto mayor es la capacidad del material del electrodo (óxido de zinc, doble modificación de la modificación simple de óxido de zinc, paño de carbono original), más fuerte es el rendimiento antibacteriano a largo plazo después de esta falla de energía. Al mismo tiempo, el tratamiento después del apagado En el cuerpo de la célula bacteriana, se detectó una fuerte señal de ROS.
Sobre esta base, el trabajo experimental llevado a cabo por las letras guía verde rojo de doctorado Wang Guomin, nano-Li de energía del Grupo de Trabajo Zhou y la City University de Hong Kong zhujian Grupo de Trabajo Hao trabajó de cerca este fenómeno ha sido estudiado. En este estudio adoptaron un nuevo sistema anti-bacteriana y un nuevo material de electrodo capacitivo: desde el sistema de flujo dinámico original a un sistema de tratamiento estático, material capacitivo basado en nanotubos de dióxido de titanio, de carbono modificado para aumentar la capacitancia del material y uso. convencional DC, fuente de alimentación de CA para cargar el material de electrodo y las propiedades antibacterianas después de chapa de electrodos de detección de potencia. Nano energía es consistente con los hallazgos, que también están en el nuevo sistema después de que se detecta un fallo de alimentación al campo eléctrico original no impartir antibacteriano material de capacitancia con una nueva propiedades antibacterianas, y el material capacidades antibacteriano fue un condensador correlación positiva además de los nanómetros potencia del generador antes de su uso, el uso de un DC común, fuente de alimentación de CA puede producir tales efectos; células bacterianas a ser tratados de In vivo, también se detectó la señal de oxígeno activo. Con base en esto, confirmaron que la carga puede dar la capacidad original no antibacteriana Propiedades antimicrobianas del material a ser un fenómeno universal, nombraron este fenómeno 'después de la carga antimicrobiano' (de carga poste propiedad anti-bacteriana). También se encontró que la operación de carga del óxido de titanio dopado con carbono La biocompatibilidad de la superficie no produjo ningún efecto adverso e incluso promovió la adhesión y el crecimiento de los osteoblastos sobre el sustrato.
'El antimicrobiana cargada' descubrimiento y confirmación, proporciona un nuevo método de materiales de implante médicos para impartir propiedades antimicrobianas, por ejemplo: Además del método de modificación de superficie tradicional de física, química, etc., por simplemente cargarla, se dióxido de titanio puede ser tal que la superficie de los implantes ortopédicos material antibacteriano obtuvo, reduciendo así el riesgo de infecciones postoperatorias y complicaciones. este nuevo enfoque 'después de la carga antimicrobiano' modificado adicionalmente para evitar los efectos negativos de los medios tradicionales de física y química, osteoblastos promover la adhesión a la superficie del implante y el crecimiento, es muy propicio para reparar fracturas después del tratamiento. Mientras tanto, la revelación de 'la carga antibacteriano' de este fenómeno, sino también entre un par de personas, materiales y biológicas eléctricas , se espera que más electricidad una nueva comprensión de la interacción de diseñar esquema modificado en consecuencia de los materiales y el desarrollo de más aplicaciones. el mecanismo de fenómeno profundamente arraigado es también digno de una exploración más profunda. este trabajo sello verde rojo, está ligado Wang Guomin un escritor, y zhujian Hao Zhou Li, Instituto de Shenzhen de la tecnología avanzada Academia china de Ciencias investigador Yu Huai atadas autor correspondiente para el papel.
En la figura 1, cuando el ensayo bactericida perforada eléctrica con generador de agua nano, se aplica un campo eléctrico después del descubrimiento de electrodo de ZnO / Ag, el electrodo que todavía tiene la capacidad de matar las bacterias. Capacitancia y el tamaño del material después de efecto bactericida poder Correlación positiva
Mecanismo de 'la antimicrobiano cargado' de la Fig. 2 explica. Cargo vigorosa se produce entre la lámina de electrodo positivo y la transferencia de bacterias después de la carga, causando actividad estallido oxidativo (ROS ráfaga), con resultado de muerte bacteriana, este fenómeno puede ser causado Razones
