مولدات نانوية قابلة للارتداء مضادة للبكتيريا

وتستمد هذه المولدات طاقتها من الحركة الجسدية، وقد جذبت اهتماماً واسعاً في العديد من الصناعات خلال العقود الأخيرة، لا سيما في المعدات القابلة للارتداء والأجهزة الطبية. غير أن التحدي الرئيسي يكمن في ملامستها المباشرة للجلد وخطر نمو البكتيريا، مما دفع الباحثين لدراسة التفاعلات بين الشحنة الكهربائية، المواد المضيفة، ونمو البكتيريا.

أُجريت التجارب على نموذجين بكتيريين سالبين الشحنة، هما: الإشريكية القولونية (E. coli) و المكورات العنقودية الذهبية (S. aureus). وأظهرت النتائج أن استخدام مواد موجبة الشحنة، مثل أكسيد الألومنيوم وأكسيد الجرافين، يُثبط نمو البكتيريا بشكل فعال. ويعود ذلك إلى التفاعلات الكهروستاتيكية بين البكتيريا والمواد المضيفة، التي تؤدي إلى امتصاص الإلكترونات من سلسلة التنفس البكتيرية، مما يوقف نموها.

ولاحظ الباحثون اختلافاً كبيراً عند استخدام شحنة سالبة؛ ففي حين لم يُظهر الألومنيوم تأثيراً مضاداً للبكتيريا، أظهر أكسيد الجرافين أداءً متفوقاً بسبب إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) على سطحه، والتي تثبط نمو البكتيريا بسرعة.

وأكد الفريق البحثي أن اختيار المادة المضيفة المناسب يلعب دوراً حاسماً في تعزيز الأداء المضاد للبكتيريا لهذه المولدات. وبفضل قدرة أكسيد الجرافين على إنتاج ROS، أصبح خياراً ممتازاً لتصميم أجهزة قابلة للارتداء تتميز بخصائص مضادة للبكتيريا، إلى جانب توليد الطاقة من حركة الجسم.

وتمثل هذه النتائج خطوة مهمة نحو تطوير جيل جديد من الأجهزة القابلة للارتداء والأجهزة الطبية الحيوية، التي يمكن أن تقدم للمستخدمين وظائف تقليدية متقدمة إلى جانب خصائص صحية إضافية للوقاية من البكتيريا والأمراض المرتبطة بها.