Công nghệ kháng khuẩn

Các ion kim loại bạc, kẽm và đồng có những đặc tính ưu việt như kháng khuẩn phổ rộng, chịu nhiệt tốt, phân tán tốt và ít kháng thuốc nên có thể sử dụng để biến tính màng RO nhằm nâng cao tính kháng khuẩn.

So với màng nền polysulfone nguyên chất (số lượng khuẩn lạc trên bề mặt là 65), màng nền polysulfone được biến đổi bởi sự pha trộn của các chất kháng khuẩn kim loại có đặc tính kháng khuẩn và hiệu quả kháng khuẩn là tốt nhất đối với P203 (số lượng khuẩn lạc trên bề mặt là 7).

Bọt sinh học là một vấn đề nghiêm trọng chiếm >45% tổng số cặn bẩn trong hệ thống thẩm thấu ngược (RO). Bởi vì sự bám bẩn xảy ra trên bề mặt của màng, sự thay đổi bề mặt đã được coi là một biện pháp hiệu quả để giảm thiểu sự bám bẩn và để đạt được hiệu suất bền vững của màng. Ở đây, chúng tôi đã sửa đổi màng RO bằng cách sử dụng graphene oxit (GO) được liên kết ngang với một lớp polydopamine mỏng (PDA-GO) để thu được bề mặt diệt khuẩn và kháng vi sinh vật. Chụp cắt lớp kết hợp quang học (OCT) đã được sử dụng như một công cụ giám sát tại chỗ, không phá hủy, theo thời gian thực để quan sát các động lực gây ô nhiễm và để hiểu được sự tương tác giữa vật liệu và chất gây ô nhiễm. Kết quả giám sát ba chiều (3D) tại chỗ cho thấy rằng màng được sửa đổi có bản chất chống hà và thể hiện sự hình thành màng sinh học thấp và có thể đảo ngược hoàn toàn. Ngoài ra, việc liệt kê đơn vị hình thành khuẩn lạc và kết quả của kính hiển vi quét laser đồng tiêu cho thấy màng phủ PDA-GO thể hiện hiệu quả diệt khuẩn cao khi so sánh với các bề mặt màng nguyên sơ, PDA và phủ GO. Việc điều tra hình thái tế bào vi khuẩn đã xác nhận thêm rằng sự hiện diện của lớp GO và các nhóm chức năng của nó kết hợp với lớp PDA mỏng dẫn đến sự phá vỡ vật lý và hóa học của thành tế bào vi khuẩn. Tính chọn lọc cao của màng biến tính đối với muối đơn hóa trị đã xác nhận tiềm năng khử muối và thu hồi nước thải của nó.

Biofouling is a critical issue which accounts for >45% of all fouling in reverse osmosis (RO). Because fouling occurs on the surface of the membrane, surface modification has been considered an effective measure for fouling mitigation and for achieving sustainable membrane performance. Herein, we modified a RO membrane using graphene oxide (GO) crosslinked with a thin layer of polydopamine (PDA-GO) to obtain a bactericidal and antibiofouling surface. Optical coherence tomography (OCT) was used as a non-destructive, real-time, in situ monitoring tool to observe the fouling dynamics and to understand material-foulant interaction. In situ three-dimensional (3D) monitoring results showed that the modified membrane was antifouling in nature and exhibited low and fully reversible biofilm formation. In addition, the colony forming unit enumeration and results of confocal laser scanning microscopy reveal that the PDA-GO coated membrane exhibited a high bactericidal effect when compared with pristine, PDA, and GO-coated membrane surfaces. Investigation of bacterial cell morphology further validated that the presence of a GO layer and its functional groups combined with a thin PDA layer resulted in physical and chemical disruption of the bacterial cell wall. The high selectivity of the modified membrane against the monovalent salt validated its potential for desalination and wastewater reclamation.