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科学家们开发了一种灭菌石墨烯过滤器，它能捕捉空气中的微生物及其有害产品并将其销毁。他们设想这种设备在医院和其他医疗保健环境中是有用的。 每年，大约25名病人中有1名根据疾病控制和预防中心(CDC)的数据，在美国，由于医院护理，至少有一种感染。 最近在杂志上发表的一篇论文ACS纳米描述自消毒石墨烯过滤器及其在测试中的表现。 这个装置是研究资深作者詹姆斯·M·图尔(JamesM.Tour.Dr.)和他在德克萨斯州休斯敦莱斯大学(Rice University)的团队的创意。在那里，图尔担任材料科学和纳米工程以及化学和计算机科学的教授。 “如此多的病人感染了细菌及其代谢产物，例如，在医院里会导致脓毒症，”图雷教授说。 该滤波器采用激光诱导石墨烯(LIG)技术.石墨烯是碳形态这是非常薄，非常强大，并能够导电。 石墨烯有许多应用，除了医学，还可以从数字电子到航空航天工程。 自杀菌石墨烯空气过滤器 Lig是一种多孔石墨烯泡沫，当工业激光切割机加热一张聚酰亚胺(一种常见的高强度聚合物)的表面时，这种泡沫就形成了。 自从查尔教授和他的团队在2014年发现了制造LIG的过程以来，它已经产生了从电子到艺术的许多应用。 研究小组发现，他们可以通过在聚酰亚胺的两侧形成石墨烯来调整LIG作为过滤器的用途。这产生了一个薄的，但强大的三维晶格的聚合物，以加强石墨烯泡沫。 最终，他们发现他们可以在交错的床单床上建造一个由导电石墨烯纤维组成的厚厚的森林过滤器。 由于它的结构，泡沫过滤器可以捕获微生物，如细菌和真菌，以及其他空气中的污染物，如孢子，朊子，和各种有毒化合物中存在的气溶胶，液滴和粒子。 过滤器捕捉并破坏它捕获的东西，周期性地加热到350°C(660°F)的温度，这是通过电通过它的结果。它不需要太多的能量达到这个温度，而且它只需要几秒钟就能再次降温。 破坏有害分子 作者们指出，350摄氏度的温度足以杀死微生物和任何可能喂养新微生物的副产品，以及任何“可能导致生物不良反应和疾病的分子”。 “这些分子包括热原、过敏原、外毒素、内毒素、霉菌毒素、核酸和朊蛋白，”他们补充道。 “我们需要更多的方法，”图雷教授解释道，“不仅要对付空气中细菌的传播，而且要防止它们的下游产品的传播，这会在病人中引起严重的反应。” “其中一些产品，如内毒素，需要暴露在300摄氏度的温度下才能使其失活，”他补充道。 图雷教授认为，破坏产生细菌的分子会大大降低细菌在患者中传播的风险，从而缩短住院时间，减少疾病，减少死亡。 他和他的团队相信，一个定制的LIG过滤器可以取代医院目前必须在通风系统中安装的两个过滤器，以符合联邦法规。 在他们的研究论文中，研究人员描述了他们如何使用一种商业真空空气过滤系统测试LIG过滤器，该系统的工作原理是以每分钟10升的速度吸入空气。 他们连续测试了90个小时。结果表明，加热法成功地对所有病原菌及其副产物进行了消毒处理。 潜在长效空气过滤器 通过培养试验，该小组还发现细菌没有通过LIG过滤器。试验包括在过滤器下游的膜上培养细菌。 研究人员还在使用90个小时后对使用过的过滤器进行了130小时的孵化，并对其进行了检查。他们将结果与没有经过任何加热的孵化器的结果进行了比较。 结果表明，经过反复加热至300℃以上的LIG过滤器在孵化过程中没有再生长任何细菌。对于未加热的LIG过滤器，情况并非如此。 研究小组认为，自我消毒的能力可以让LIG过滤器的寿命更长，这样用户就不需要像传统的空气过滤器那样经常更换它们了。 |
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