p As bactérias transportadas pelo ar podem ver o que parece ser um tapete felpudo confortável no qual se acomodam. Mas é uma armadilha. p Os cientistas da Rice University transformaram seu grafeno induzido por laser (LIG) em filtros autoesterilizantes que capturam os agentes patogênicos do ar e os matam com pequenos pulsos de eletricidade.

p O filtro flexível desenvolvido pelo laboratório Rice do químico James Tour pode ser de interesse especial para hospitais. De acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças, os pacientes têm uma chance de 1 em 31 de adquirir uma infecção potencialmente resistente a antibióticos durante a hospitalização.

p O dispositivo descrito na revista American Chemical Society ACS Nano captura bactérias, fungos, esporos, priões, endotoxinas e outros contaminantes biológicos transportados por gotículas, aerossóis e partículas.

p O filtro evita que os micróbios e outros contaminantes se proliferem, aquecendo periodicamente até 350 graus Celsius (662 graus Fahrenheit), o suficiente para obliterar os patógenos e seus subprodutos tóxicos. O filtro requer pouca energia, e aquece e esfria em segundos.

p LIG é uma espuma condutora de pureza, Folhas de carbono atomicamente finas sintetizadas através do aquecimento da superfície de uma folha de poliimida comum com um cortador industrial a laser. O processo descoberto pelo laboratório do Tour em 2014 levou a uma série de aplicações para eletrônicos, nanogeradores triboelétricos, compósitos, eletrocatálise e até arte.

p Adaptá-lo para uso como filtro significava construir grafeno a laser em ambos os lados da poliimida, deixando uma multa, estrutura tridimensional do polímero para reforçar a espuma de grafeno. A construção do laser em diferentes temperaturas resultou em uma floresta densa de fibras de grafeno com menores, folhas interconectadas embaixo.

p Como todo grafeno puro, a espuma conduz eletricidade. Quando eletrificado, O aquecimento de Joule aumenta a temperatura do filtro acima de 300 C, o suficiente não apenas para matar os patógenos presos, mas também para decompor subprodutos tóxicos que podem alimentar novos microorganismos e ativar o sistema imunológico humano.

p Os pesquisadores sugeriram um único, O filtro LIG personalizado pode ser eficiente o suficiente para substituir os dois leitos de filtro atualmente exigidos pelos padrões federais para sistemas de ventilação hospitalar.

p "Muitos pacientes são infectados por bactérias e seus produtos metabólicos, que, por exemplo, pode resultar em sepse durante a internação, "Tour disse." Precisamos de mais métodos para combater a transferência aérea não apenas de bactérias, mas também de seus produtos a jusante, que pode causar reações graves entre os pacientes.

p "Alguns desses produtos, como endotoxinas, precisam ser expostos a temperaturas de 300 graus Celsius para desativá-los, "um propósito servido pelo filtro LIG, ele disse. "Isso poderia diminuir significativamente a transferência de moléculas geradas por bactérias entre os pacientes, e, assim, diminuir os custos finais de permanência do paciente e diminuir a doença e a morte por esses patógenos. "

p O laboratório testou filtros LIG com um sistema comercial de filtração a vácuo, puxando o ar a uma taxa de 10 litros por minuto por 90 horas, e descobriram que o aquecimento Joule higienizou com sucesso os filtros de todos os patógenos e subprodutos. A incubação dos filtros usados ​​por mais 130 horas não revelou nenhum crescimento bacteriano subsequente nas unidades aquecidas, ao contrário dos filtros LIG de controle que não foram aquecidos.

p "Os experimentos de cultura de bactérias realizados em uma membrana a jusante do filtro LIG indicaram que as bactérias são incapazes de permear o filtro LIG, "disse o estudante do segundo ano de Rice, John Li, co-autor principal do artigo com o pesquisador de pós-doutorado Michael Stanford.

p Stanford observou que o recurso de esterilização "pode ​​reduzir a frequência com que os filtros LIG precisam ser substituídos em comparação com os filtros tradicionais."

p O tour sugeriu que os filtros de ar LIG também poderiam ser usados ​​em aeronaves comerciais.

p "Está previsto que até o ano de 2050, 10 milhões de pessoas por ano morrerão de bactérias resistentes aos medicamentos, ", disse ele." O mundo há muito precisa de alguma abordagem para mitigar a transferência aérea de patógenos e seus produtos deletérios relacionados. Este filtro de ar LIG pode ser uma peça importante nessa defesa. "