Bagaimana O2 dalam graphene membantu membunuh bakteri?
Jumlah oksigen permukaan yang ada dalam bahan graphene merupakan aspek penting dalam menentukan seberapa baik mereka membunuh bakteri — sebuah terobosan yang dapat membantu mengembangkan produk yang lebih aman dan efektif untuk melawan resistensi antimikroba.
Penemuan baru bahan graphene dapat membantu merancang produk yang lebih aman dan efektif untuk melawan resistensi antimikroba. Kredit gambar: Universitas Birmingham
Graphene oxide dengan kandungan oksigen permukaan (SOC) yang tinggi sangat fleksibel dan dapat membungkus bakteri (mode kontak paralel). Namun, ketika mengandung lebih sedikit SOC, kekakuan material meningkat dan kontak bakteri pada posisi vertikal (tepi).
Sebuah tim peneliti global dari Inggris, Siprus, Austria, Finlandia, Belanda, dan China telah menunjukkan bahwa pola reaksi berbeda dari graphene oxide yang mengarah pada aktivitas antibakteri yang berbeda – dengan ‘saklar’ yang terjadi ketika kadar oksigen permukaan mencapai ambang tertentu.
Penelitian kami menyoroti bahwa kadar oksigen permukaan dapat membantu menilai efek antibakteri bahan graphene – membantu merancang bahan yang lebih aman dengan menjelaskan peran SOC.
Dr Peng Zhang, Universitas Birmingham
Sedikit perubahan pada SOC dapat menggeser mode interaksi antara kontak paralel dan tegak lurus.
Efek SOC pada mode reaksi telah lama diremehkan.
Dr Qiling Guo, Universitas Birmingham
Menjadi antimikroba, bahan graphene mungkin memiliki manfaat dibandingkan antibiotik konvensional karena mekanisme aksi fisiknya, yang memastikan kemungkinan lebih rendah untuk mengembangkan resistensi mikroba.
Sampai saat ini, pertanyaan mendasar apakah mekanisme antibakteri bahan graphene muncul dari reaksi tegak lurus atau paralel atau dari kombinasi keduanya masih kurang dipahami, menghambat kemajuan dalam desain bahan graphene antibakteri dan pemahaman tentang keamanan lingkungannya.
Profesor Iseult Lynch dari Universitas Birmingham pemasang iklan “Penemuan ini adalah ‘pengubah misteri’ yang potensial dan kita harus menggunakan ‘kunci’ oksigen permukaan sebagai properti yang menentukan untuk mendefinisikan dan mengklasifikasikan bahan graphene dalam konteks kesehatan manusia dan keamanan lingkungan.”
Penelitian kami menyoroti bahwa kadar oksigen permukaan dapat membantu menilai efek antibakteri bahan graphene – membantu merancang bahan yang lebih aman dengan menjelaskan peran SOC.
Dr Peng Zhang, Universitas Birmingham
Kelompok riset global yang berbasis di Inggris merancang serangkaian bahan graphene dengan beberapa SOC dan membandingkan kinerja antibakterinya – menilai pertumbuhan sel secara keseluruhan, stres oksidatif, dan pembentukan biofilm, bersama dengan interaksi fisik dengan bakteri termasuk melalui simulasi molekuler.
Pada awal 2010, sifat antibakteri bahan graphene dilaporkan. Bahan ini telah digunakan untuk membuat kain antibakteri untuk baju hamil, yang dapat mencegah pertumbuhan mikroba pada permukaan kain. Untuk membuat masker antibakteri, kain non-anyaman berlapis graphene telah digunakan, sedangkan membran berbasis graphene telah banyak dieksplorasi untuk pengolahan air karena aktivitas antifouling dan transportasi air yang sangat cepat.