Verbrand het oppervlak van een polyimideplaat met een infraroodlaser en je hebt een bacteriewerende laag. Zet er een paar volt op en je hebt een laag die bacteriën aanzuigt en vermoordt, schrijven Amerikaanse en Israëlische onderzoekers in ACS Applied Materials & Interfaces.

James Tour en collega’s van Rice University meldden drie jaar geleden al dat de kunststof polyimide, ook bekend als Kapton, zich met een laser laat verkolen tot een ruwe vorm van grafeen. Zo’n laagje laser induced graphene (LIG) is elektrisch geleidend, en het eerste idee was om het te gebruiken voor flexibele elektronica, die je zou kunnen verwerken in textiel.

Nu hebben ze ontdekt dat LIG bacterie-afstotend is: op het ruwe oppervlak vormen zich geen biofilms. Je zou gelaserd polyimide dus kunnen gebruiken als goedkope aangroeiwerende bekleding voor bijvoorbeeld leidingen en afvalwaterzuiveringsinstallaties.

Deel je de plaat in tweeën en leg je tussen de helften een potentiaalverschil aan, dan gaat de anode juist wél bacteriën aantrekken. Die gaan vervolgens dood, vermoedelijk doordat de scherpe randjes van de grafeenfragmenten hun celmembraan kapot snijden. De dode bacteriën zijn kennelijk ontladen en maken als zodanig kennis met de aangroeiwerende kwaliteiten van het materiaal; met andere woorden, ze blijven niet plakken. Dat het potentiaalverschil tevens leidt tot elektrochemische vorming van waterstofperoxide is eveneens slecht nieuws voor zo’n bacterie, maar het lijkt niet de voornaamste doodsoorzaak te zijn.

Proeven met groen gelabelde Pseudomonas aeruginosa laten zien dat 1,5 V al voldoende is voor dit effect; om het sneller te laten verlopen kun je naar 2,5 V gaan.

Tour heeft het laten uitproberen bij de Ben-Gurion University of the Negev, waar ze onderzoek doen naar waterzuivering. Daar wisten ze een afvalwatermonster binnen negen uur van 99,9 % van alle aanwezige bacteriën te ontdoen, bij 2,5 V.

bron: Rice University