莱斯大学的迈克·威廉姆斯 从电子显微镜图像中可以看出，莱斯大学制造的微米级石墨烯片形成了一个双层空气过滤器，可以捕获病原体，然后通过适度的电流将其杀死
信用:旅行团 空气中的细菌可能会看到一种舒适的粗毛地毯，可以在上面定居
但这是个陷阱
莱斯大学的科学家已经将他们的激光诱导石墨烯(LIG)转化为自杀菌过滤器，可以从空气中捕捉病原体，并用小脉冲电流杀死它们
化学家詹姆斯·图尔的莱斯实验室开发的柔性过滤器可能会引起医院的特别兴趣
根据疾病控制和预防中心的数据，患者在住院期间有1/31的机会获得潜在的抗生素耐药性感染
美国化学学会杂志ACS Nano中描述的设备捕获细菌、真菌、孢子、朊病毒、内毒素和其他由液滴、气溶胶和颗粒物携带的生物污染物
然后，过滤器通过定期加热到350摄氏度(华氏662度)来防止微生物和其他污染物的扩散，这足以清除病原体及其有毒副产品
过滤器只需要很少的能量，几秒钟内就能加热和冷却
LIG是一种导电泡沫，由纯的原子级薄碳片组成，通过用工业激光切割机加热普通聚酰亚胺片的表面而合成
图尔实验室在2014年发现的这一工艺已经在电子、摩擦电纳米发电机、复合材料、电催化甚至艺术领域得到了广泛的应用
将其用作过滤器意味着在聚酰亚胺的两面激光构建石墨烯，留下精细的三维聚合物晶格来增强石墨烯泡沫
不同温度下的激光构建产生了一片厚厚的石墨烯纤维森林，下面有更小的互连薄片
像所有纯石墨烯一样，泡沫导电
通电时，焦耳加热将过滤器的温度提高到300℃以上，不仅足以杀死捕获的病原体，还能分解有毒副产品，这些副产品可以喂养新的微生物并激活人体免疫系统
研究人员建议，一个定制的LIG过滤器可以足够有效地取代目前医院通风系统联邦标准要求的两个过滤床
“许多病人被细菌和它们的代谢产物感染，例如，在医院里会导致败血症，”图尔说
“我们需要更多的方法来对抗细菌及其下游产品的空气传播，这种传播会在患者中引起严重的反应
“这些产品中的一些，如内毒素，需要暴露在300摄氏度的温度下才能使它们失活，”LIG过滤器的一个目的，他说
“这可以显著减少细菌产生的分子在患者之间的转移，从而降低患者住院的最终费用，并减少这些病原体引起的疾病和死亡
" 实验室用商用真空过滤系统测试了LIG过滤器，以每分钟10升的速度抽吸空气90小时，发现焦耳加热成功地净化了过滤器中的所有病原体和副产品
将用过的过滤器再温育130小时，发现加热后的装置上没有细菌生长，这与未加热的对照LIG过滤器不同
“在LIG过滤器下游的膜上进行的细菌培养实验表明，细菌不能渗透到LIG过滤器中，”莱斯大学二年级学生约翰·李说，他和博士后研究员迈克尔·斯坦福是这篇论文的合著者
斯坦福指出，与传统过滤器相比，杀菌功能“可能会减少更换LIG过滤器的频率”
" 图尔建议LIG空气过滤器也可以进入商用飞机
“据预测，到2050年，每年将有1000万人死于耐药性细菌，”他说
“世界长期以来一直需要某种方法来减轻病原体及其相关有害产品的空气传播
这种轻型空气过滤器可能是国防中的一个重要组成部分
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