Но есть у графена еще одна способность, которая до сих пор оставалась не до конца понятной специалистам: он убивает бактерии, не причиняя при этом вреда клеткам человека. Теперь ученые из Корейского института науки и технологий (KAIST) впервые объяснили, как именно это работает на молекулярном уровне.
Команда под руководством профессоров Сан Ук Кима и Хен Чжон Чон изучила оксид графена — разновидность графена, на поверхности которого закреплены кислородсодержащие группы. Именно эти группы, как выяснилось, играют ключевую роль. Они избирательно связываются с компонентом под названием POPG — фосфолипидом, который присутствует только в мембранах бактерий и отсутствует в клетках человека. По сути, оксид графена работает как магнит, который прилипает только к определенному металлу: он распознает «мишень» на поверхности бактериальной клетки, прикрепляется к мембране и разрушает ее. Человеческие клетки при этом остаются нетронутыми, потому что в их мембранах таких мишеней просто нет.
Практические испытания подтверждают, что волокна с оксидом графена сохраняют антибактериальные свойства даже после многократных стирок, что делает материал пригодным для повседневного использования. Технология уже вышла на рынок: антибактериальная зубная щетка с графеном, выпущенная стартапом, основанным авторами научной работы, разошлась тиражом более 10 миллионов штук. А текстильный материал GrapheneTex, созданный на основе той же технологии, был использован в форме команды по тхэквондо на Олимпийских играх 2024 года в Париже и планируется к применению на Азиатских играх 2026 года.
«Теперь мы знаем, почему графен способен избирательно уничтожать бактерии, оставаясь безопасным для человеческого тела, — поясняет профессор Сан Ук Ким. — Используя этот принцип, мы можем создавать не только антибактериальную одежду без агрессивных химикатов, но и носимые устройства, медицинские текстильные системы и многое другое — спектр применений оксида графена в связи с открывшимися нам свойствами огромен».
Открытие действительно имеет широкое значение. Антибиотикорезистентность — устойчивость бактерий к лекарствам — остается одной из главных угроз мирового здравоохранения. Материал, который уничтожает бактерии физическим, а не химическим путем, потенциально может стать альтернативой антибиотикам в целом ряде применений — от медицинского текстиля и масок до повседневной одежды и предметов гигиены.
Ранее российские ученые разработали метод формирования свойств графена без сложного оборудования.
