วัสดุนาโนแกรฟีน สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย E. coli ได้

วัสดุนาโนแกรฟีน

สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย E. coli ได้

       นักวิทยาศาสตร์พบว่าแผ่นแกรฟีน สามารถนำมาทำเป็นกระดาษต้านแบคทีเรียได้ จากการศึกษาล่าสุดของ Chinese Academy of Sciences เมืองเซียงไฮ้ ประเทศจีน พบว่า โครงสร้างสองมิติของแผ่นแกรฟีนมีสมบัติในการยับยั้งการเจริญเติบโตของแบ คทเรีย E. coli โดยที่ไม่ส่งผลต่อเซลล์ของมนุษย์

ภาพการยับยั้งแบคทีเรีย E. coli ของแผ่นแกรฟีน โดยภาพทางด้านซ้ายคือเซลล์ E. coli ปกติ และภาพทางด้านขวา คือเซลล์ E. coli ที่แตกออก เมื่อสัมผัสกับแผ่นแกรฟีน ออกไซด์ ที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง

       ภาพการยับยั้งแบคทีเรีย E. coli ของแผ่นแกรฟีน โดยภาพทางด้านซ้ายคือเซลล์ E. coli ปกติ และภาพทางด้านขวา คือเซลล์ E. coli ที่แตกออก เมื่อสัมผัสกับแผ่นแกรฟีน ออกไซด์ ที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง
       แผ่นแกรฟีน ประกอบด้วยอะตอมของธาตุคาร์บอนที่จัดเรียงกันแบบรูปรังผึ้งเพียงชั้นเดียว ซึ่งจัดอยู่ในวัสดุนาโนกลุ่ม 1 มิติ คือมีความหนาในระดับนาโนเมตร แต่มีความกว้าง และความยาวได้ไม่จำกัด ลักษณะคล้ายแผ่นฟิลม์ แผ่นแกรฟีนแบบชั้นเดียวนี้ถูกสร้างขึ้นครั้งแรก ในปี 2004 ซึ่งมีลักษณะพิเศษเชิงอิเล็กทรอนิกส์ และเชิงกล ที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์แปลกใจ ซึ่งอาจสามารถนำมาใช้ประโยชน์ทางด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หรือแม้กระทั่งทดแทน ซิลิคอน และเป็นวัสดุทางเลือกเกี่ยวกับ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต
       ตอนนี้ นักวิจัยจากประเทศจีน Chunhai และเพื่อนร่วมงาน ได้ค้นพบสมบัติเพิ่มเติมของแผ่นแกรฟีน โดยพบว่า อนุพันธ์ของแกรฟีน เช่น แกรฟีนออกไซด์ และส่วนประกอบของแกรฟีนออกไซด์ สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียได้ ซึ่งเป็นการค้นพบที่มีความสำคัญ เนื่องจากการศึกษาก่อนหน้านี้พบว่าแกรฟีน และแกรฟีนออกไซด์นั้นมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพกับเซลล์ และเซลล์สามารถเจริญเติบโตได้ดีบนแผ่นแกรฟีน ซึ่งอนุภาคนาโนชนิดอื่น ๆ เช่น อนุภาคเงินซึ่งมีสมบัติในการต้านแบคทีเรียนั้น บางครั้งพบว่าเป็นพิษต่อเซลล์ในห้องทดลอง
       ทีมวิจัยได้สร้างแผ่นแกรฟีน โดยเบื้องต้นคือสังเคราะห์แกรฟีนออกไซด์ และส่วนประกอบของแกรฟีนออกไซด์ ในน้ำ จากนั้นนำของแหลวที่ได้ไปกรองผ่านกระดาษภายใต้สภาพสูญญากาศ แผ่นแกรฟีนออกไซด์ และส่วนประกอบของแกรฟีนออกไซด์จะติดอยู่บนกระดาษกรองและสามารถลอกออกมาได้

การทำลาย แบคทีเรีย E. coil

       ภาพจากกล้องอิเล็กทรอแบบส่องผ่านแสดงให้เห็นว่า เยื่อหุ้มเซลล์ของ แบคทีเรีย E. Coli ที่สัมผัสกับแผ่นแกรฟีนนั้นถูกทำลาย และจากรายงานการวิจัย ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเนื่องจากแกรฟีน ได้เข้าไปในส่วนของ เอนโดโซม ภายในไซโตพลาสซึมของเซลล์ และดันให้ของแหลวในเซลล์ไหลออกมา จากผลการทดลองพบว่า 99% ของเซลล์ ถูกทำลายหลังจากที่สัมผัสกับของเหลวที่มีแกรฟินออกไซด์ ความเข้มข้น 85 กรัม ต่อมิลลิลิตร ที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ในทางตรงกันข้าม แผ่นนาโนแกรฟีนนี้ ไม่เป็นพิษต่อเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมภายใต้สภาวะเดียวกัน
        ทีมวิจัยยังได้ขยายผลการศึกษาต่อไปว่า ทำไมแกรฟีนออกไซด์ สามารถทำลายแบคทีเรียได้ และทำได้อย่างไร ทีมวิจัยหวังว่าจะสามารถพัฒนาวัสดุใหม่ในการต้านแบคทีเรียจากแกรฟีน ซึ่งสามารถนำมาประยุกต์ใช้โดยตรงได้บนผิวหนัง และในผ้าพันแผล อย่างไรก็ตามการผลิตวัสดุนาโนประเภทแกรฟีนจำนวนมาก และการสร้าง กระดาษแกรฟีนในระดับมหภาคยังเป็นเรื่องที่ท้าทาย และยังต้องศึกษาเพิ่มเติมต่อไป

แหล่งที่มาของข้อมูล
-http://nanotechweb.org
-http://www.thai-nano.com