Оксид графена убивает бактерии, не повреждая клетки человека

Исследователи из Корейского института передовых наук и технологий (KAIST) выяснили, почему наноматериал оксид графена безопасен для человека, но губителен для бактерий. Открытие объясняет действие вещества на молекулярном уровне и открывает путь к созданию нового поколения антибактериальных материалов.

Теперь раскрыт основной принцип, благодаря которому графен избирательно уничтожает только бактерии

Источник: Unsplash

Совместная исследовательская группа под руководством профессора Сан Оук Кима (кафедра материаловедения и инженерии) и профессора Хён Чон Чонга (кафедра биологических наук)  из Корейского института передовых наук и технологий определила механизм, благодаря которому оксид графена проявляет мощное антибактериальное действие, не повреждая клетки человека. Результаты работы были опубликованы в журнале Advanced Functional Materials.

Оксид графена представляет собой наноматериал, состоящий из атомарного слоя углерода с присоединенным кислородом. Ученые подтвердили, что он обладает избирательным действием: материал прикрепляется и разрушает только мембраны бактерий, оставляя человеческие клетки нетронутыми. Это происходит из-за того, что кислородсодержащие функциональные группы на его поверхности связываются с компонентом POPG, который присутствует исключительно в мембранах бактериальных клеток.

Практическая ценность разработки уже подтверждена на практике. Волокна, изготовленные с использованием этого материала, сохраняют антибактериальные свойства даже после многократных стирок. Технология легла в основу продукции стартапа «Materials Creation Co., Ltd.», основанного преподавателями университета. Антибактериальная зубная щетка, выпущенная с применением этой разработки, разошлась тиражом более 10 миллионов единиц.

Оксид графена — это наноматериал, состоящий из слоя углерода на атомном уровне (графена) с присоединенным кислородом

Источник: Freepik

Кроме того, текстильный материал GrapheneTex, в состав которого входит данная технология, был использован при пошиве формы для демонстрационной команды по тхэквондо на Олимпийских играх 2024 года в Париже. Ожидается, что в дальнейшем материал найдет применение в функциональной спортивной одежде на международных соревнованиях, включая Азиатские игры 2026 года.

Профессор Сан Оук Ким отметил, что исследование дает научное объяснение избирательности действия графена. По его словам, использование этого принципа позволяет выйти за рамки создания безопасной одежды без агрессивных химикатов и открывает возможности для применения в носимых устройствах и медицинских текстильных системах.

Ранее в Томске представили способ программировать свойства графена для электроники.