El Dr. Ye Ruquan , profesor adjunto del Departamento de Química, y su equipo de la City University of Hong Kong (CityU), han descubierto un nuevo método para fabricar máscaras antibacterianas de grafeno de forma rápida y rentable. Las máscaras también tienen el potencial de combatir virus.

Las mascarillas quirúrgicas de uso común no son antibacterianas, por lo que los elementos nocivos pueden permanecer activos durante horas, lo que representa un riesgo de infección secundaria. Sin embargo, el grafeno es conocido por sus propiedades antibacterianas, por lo que los científicos han estudiado la posibilidad de fabricar máscaras de grafeno.

“En estudios anteriores realizados hace unos años, descubrimos que la escritura directa en películas comerciales de poliimida [un material plástico polimérico] u otros biomateriales utilizando un sistema de láser infrarrojo de CO2 comercial puede generar grafeno poroso 3D, lo que hace que la fabricación de máscaras de grafeno sea rápida y fácil”, dijo el Dr. Ye.

Ya se están realizando estudios preliminares sobre las máscaras de grafeno antibacteriano. “Nuestro material de grafeno [LIG] inducido por láser puede matar casi todas las bacterias E. coli y en aerosol. La actividad de destrucción de bacterias es inducida por las interacciones entre bacterias y grafeno”, explicó el Dr. Ye. Bajo el efecto fototérmico del sol, fue posible matar bacterias con una eficiencia del 99,998% en 10 minutos.

Además, el equipo ha comenzado recientemente a probar la capacidad del material LIG para combatir virus y ha logrado resultados muy prometedores. Las pruebas iniciales en dos coronavirus encontraron que el material LIG inactivó más del 90% del virus en cinco minutos y todos en 10 minutos.

Los métodos convencionales para producir grafeno incluyen la deposición química en fase de vapor en la que el grafeno se cultiva primero sobre un sustrato poroso a altas temperaturas y el sustrato se graba posteriormente; y el método hidrotermal en el que el óxido de grafeno se acumula y simultáneamente se reduce en agua caliente.

Pero estos dos métodos tienen poco control sobre la forma del producto y requieren condiciones de alta temperatura, largas rutas de síntesis y altos costos.

El avance del Dr. Ye combina la preparación y el modelado del grafeno en un solo paso. El método es rentable y rentable y puede ayudar a resolver el problema de la obtención de materias primas. La mayoría de los materiales que contienen carbono, por ejemplo, celulosa o papel, se pueden convertir en grafeno.

“También podemos utilizar biomasa o biomateriales. Es una técnica ecológica”, señaló el Dr. Ye.

Además, la conversión se puede realizar en condiciones ambientales con un sistema láser que se encuentra en la mayoría de los talleres mecánicos. «Creo que la racionalización de la producción debería ser simple y se espera que el precio caiga entre el de una mascarilla quirúrgica y una mascarilla N95», dijo.

Bajo el control de la computadora, el LIG se puede modelar en varias formas con una estructura porosa. Las máscaras se vuelven cómodas para respirar ajustando la potencia del láser para modificar el tamaño de los poros.

«Nuestro próximo plan es evaluar la eficacia del antivirus y desarrollar una estrategia reutilizable», dijo el Dr. Ye.

El material LIG tiene una variedad de otras aplicaciones, como la fabricación de dispositivos médicos antibacterianos.

“Hemos hecho un prototipo de mascarilla facial y, con una estructura óptima, prevemos lanzarlo al mercado poco después de obtener las pruebas certificadas”, agregó el Dr. Ye.

El equipo también ha fabricado un generador hidroeléctrico impulsado por el aliento humano que puede informar sobre el estado de una máscara. La adhesión de bacterias o partículas atmosféricas en el LIG cambia las propiedades de la superficie y afecta el potencial inducido por la humedad, lo que proporciona información sobre el estado de una máscara. Este tipo de máscara mejora el efecto de protección, que es especialmente importante para los trabajadores de primera línea.

El equipo de investigación de CityU incluye a Huang Libei, Su Jianjun, Song Yun, estudiantes de doctorado y Xu Siyu, estudiante de maestría, todos del Departamento de Química. El trabajo se colabora con los equipos del profesor Tang Ben-zhong , de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong; Dr. Zhu Chunlei , Universidad de Nankai y Dr. Chen Sijie , Karolinska Institutet (Hong Kong).

Consultas de los medios: Mirror Fung, Oficina de Comunicaciones y Relaciones Públicas (Tel: 3442 6808 o 6183 0853)

Via: https://www.cityu.edu.hk/media/press-release/2020/09/08/cityu-develops-graphene-face-masks-battle-bacteria