محققان سنگاپوری به بررسی تاثیر انواع مختلف مواد مبتنی بر گرافن و گرافیت روی نوعی باکتری پرداختند. آنها سمیت هر یک از این مواد را مورد بررسی قرار داده و در نهایت مکانیسمی برای کشنده بودن برخی از این مواد ارائه کردند.
بررسی تاثیر مرگبار مواد هم‌خانواده گرافن و گرافیت بر نوعی باکتری
کشف گرافن اتفاق بسیار جالبی در حوزه فناوری نانو به‌شمار می‌رود دلیل این امر آن است که امکان تلفیق مواد مبتنی بر گرافن در حوزه‌هایی نظیر الکترونیک، ذخیره‌سازی انرژی، حسگری و ادوات پزشکی به‌وجود آمده است. با وجود این پتانسیل‌ها، هنوز نگرانی‌هایی در مورد استفاده از این ماده وجود دارد به‌طوری که محققان نگران تاثیر منفی این ماده روی سلامت انسان و محیط زیست هستند.
یکی از حوزه‌های مورد توجه محققان در این باره، موضوع سمی‌بودن مواد مبتنی بر گرافن و تاثیر آن روی باکتری‌های ماکروسکوپی است. به‌همین دلیل جون وی و همکارانش از موسسه آاستار سنگاپور به بررسی تاثیر مواد مختلف مبتنی بر گرافن پرداختند. آنها تاثیر گرافن، اکسید گرافیت، اکسید گرافن و اکسید گرافن احیاء شده را روی نوعی باکتری به‌نام ایکولا یا Escherichia coli مورد مطالعه قرار دادند.
آنها نشان دادند که اگر از دو ماده مبتنی بر گرافن برای از بین بردن باکتری‌ها استفاده شود تاثیر آن دو برابر بیشتر از زمانی است که از دو ماده مبتنی بر گرافیت استفاده شود. نکته جالب توجه آن است که نتایج تست تعیین اندازه ذرات که با دستگاه DLS (تفرق نور پویا) انجام شده نشان می‌دهد که ابعاد ذرات اکسید گرافن از چهار ماده گرافنی مورد استفاده کوچک‌تر است. وی و همکارانش معتقدند که ذرات اکسیدگرافن احیاء شده بزرگتر هستند زیرا این مواد هم به‌صورت جانبی و هم به شکل سه بعدی متجمع می‌شوند.
در حقیقت اندازه ذرات دلیل بروز خاصیت مرگبار اکسید گرافن است. زمانی که محققان با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی به بررسی این سلول‌ها پرداختند، دریافتند که بیشتر سلول‌های ایکولا به دور لایه‌های گرافنی پیچیده شده‌اند. این درحالی است که سلول‌های باکتری ایکولا روی ذرات تجمع یافته اکسید گرافن احیاء شده تثبیت شده‌اند (تصویر را ببینید). مکانیسم مشابه به‌همین هم در مواد مبتنی بر گرافن وجود دارد.
سئوالی که اینجا مطرح می‌شود آن است که چرا پیچیده شدن سلول‌ها توسط یک لایه مرگبارتر از به‌دام افتادن سلول‌ها است؟ محققان معتقدند که تماس مستقیم سطح سلول با گرافن منجر به بروز فشار و آسیب برگشت‌ناپذیری می‌شود.
این گروه تحقیقاتی به بررسی مکانیسمی پرداختند که به‌صورت شیمیایی موجب از بین رفتن باکتری می‌شود. آنها دریافتند که اکسیداسیون گلوتامید در سلول‌های در معرض گرافیت و اکسید گرافن احیاء شده رخ می‌دهد. احتمالا این کار موجب تشکیل یک پل ارتباطی شده و الکترون‌ها را از مولکول‌های گلوتامید خارج می‌کند.
