Ученые сообщают о биоцидном механизме, основанном на фотокаталитических покрытиях на основе оксида цинка–восстановленного оксида графена.
Высокоэффективные фотоактивные противомикробные покрытия были получены с использованием нанокомпозитов на основе оксида цинка–восстановленного оксида графена (ZnO–rGO). Их удивительное антибактериальное действие и высокая стабильность позволяют говорить о возможном применении для фотоактивных биоцидных поверхностей.
Нанокомпозиты ZnO–rGO были изготовлены по золь-гель технологии для создания фотокаталитических поверхностей путем нанесения покрытия методом центрифугирования. Характеристики покрытий были тщательно исследованы; проводились испытания для оценки антибактериального действия. rGO равномерно распределяли в виде тонких листов, покрытых наночастицами ZnO. При включении графена шероховатость и гидрофобность поверхности увеличивались.
Антибактериальное действие
Покрытия ZnO–rGO продемонстрировали высокую активность в отношении грамположительных бактерий золотистого стафилококка. Поверхности, покрытые 1 вес.% rGO, продемонстрировали наиболее высокую антибактериальную активность всего за несколько минут воздействия с уменьшением логарифма числа бактерий до 5 в КОЕ, которые практически не подвергались бактериальной колонизации и образованию биопленки.
Ученые доказали, что эти покрытия разрушают бактериальные клетки в результате повреждения клеточной мембраны и внутриклеточного окислительного стресса, вызванного фотогенерированными активными формами кислорода (ROS). Улучшение фотокаталитических свойств ZnO при включении rGO обусловлено увеличением прослеживаемого образования гидроксильных радикалов, что связано с уменьшением рекомбинации электронно-дырочной пары. Такой тесный контакт между компонентами также обеспечил устойчивость против выщелачивания цинка и повышение адгезии покрытия.
Исследование опубликовано в журнале Journal of Materials Chemistry B, выпуск 36, 2020 г.
