Nanotechnologie přináší naději pro čistou vodu: Světlo aktivuje látky ničící bakterie

Skladovaná voda může být zdrojem nebezpečných bakteriálních filmů, které způsobují nemoci. Vědci zkoumají novou metodu nazvanou antimikrobiální fotodynamická inaktivace, která by mohla tento problém řešit pomocí nanotechnologií.

Skladovaná voda může být zdrojem nebezpečných bakteriálních filmů, které způsobují nemoci. Vědci zkoumají novou metodu nazvanou antimikrobiální fotodynamická inaktivace, která by mohla tento problém řešit pomocí nanotechnologií. Tato světlem aktivovaná metoda ničí choroboplodné mikroorganismy ve vodě za použití drobných nanočástic, které jsou menší než miliardtina metru.

Tyto nanočástice jsou obvykle tvořeny kovy nebo jejich sloučeninami obsahujícími prvky jako kyslík a síra, a také některé nekovy. Mohou být použity samostatně nebo v kombinaci s organickými barvivy, která se aktivují světlem. Když tyto materiály reagují se slunečním světlem, vytvářejí vysoce reaktivní molekuly na bázi kyslíku, včetně peroxidu vodíku a kyslíkových radikálů. Tyto molekuly napadají a poškozují klíčové části bakteriálních buněk, jako jsou proteiny a buněčné membrány, což vede k jejich zničení.

Výzkum ukázal, že použití molekul aktivovaných světlem k čištění vody zabraňuje tvorbě biofilmů. To znamená, že voda může být bezpečně skladována v nádobách, aniž by lidé riskovali vodou přenosné nemoci. Nejlepších výsledků se dosahuje, pokud jsou nádoby občas vystaveny slunečnímu záření. Účinnost této metody, která působí proti mnoha druhům mikroorganismů, lze dále zlepšit úpravou vlastností světlem aktivovaných sloučenin a samotných mikrobů. Například některé bakterie přitahují kladně nabité molekuly fotosenzibilizátorů na svůj povrch, což zvyšuje účinnost ničení.

Vědci hledají způsoby, jak antimikrobiální fotodynamickou inaktivaci zefektivnit. Mírnou změnou struktury molekul citlivých na světlo nebo přidáním určitých kovů a dalších chemických prvků lze zvýšit produkci reaktivních kyslíkových sloučenin, které ničí mikroby. Připojení těchto molekul k nanočásticím může jejich výkon ještě více posílit, protože nanočástice mají jedinečné vlastnosti, které pomáhají generovat více sloučenin ničících škodlivé bakterie a další patogeny. Počáteční výzkum je slibný, ale metoda stále čelí výzvám, jako je nedostatečná účinnost proti některým odolnějším bakteriím a potřeba zajistit, aby do vody nebyly zaváděny toxické kovy. Pro plné využití potenciálu je nutné laboratorní studie rozšířit a testovat antimikrobiální fotodynamickou inaktivaci v reálných systémech pro skladování vody.