Čínský výzkumný tým navrhl novou metodu elektrokatalytické sterilizace založenou na vytváření lokálních vysoce zásaditých mikroprostředí v neutrálních elektrolytech, při stálém elektrickém proudu a relativně nízkém napětí.
Škodlivé mikroorganismy jsou v dnešní době jednou z největších hrozeb pro lidské zdraví. Jednou z možností, jak omezovat jejich zhoubný vliv, je sterilizace. Použitelných metod existuje celá řada, od chlorování vody až po ozařování ultrafialovým světlem. Obvykle ale trpí řadou nevýhod, včetně tvorby škodlivých vedlejších produktů nebo vysoké spotřeby energie.
Výzkumný tým, který vedli Tchung Sun a Jüan-chung Sü z čínské Qingdao University, navrhl elektrokatalytickou sterilizaci založenou na vytváření lokálních vysoce zásaditých mikroprostředí v neutrálních elektrolytech, při stálém elektrickém proudu a relativně nízkém napětí. Většina bakterií v takovém prostředí nepřežije.
Pro úspěšnou sterilizaci jsou v tomto případě klíčové katody ze síťovitě uspořádaných měděných drátků, potažených nanodrátky z oxidu mědi. Na silně zakřivených strukturách, jako jsou špičky nanodrátů, mohou vznikat velmi intenzivní lokální elektrická pole, díky nimž je elektrokatalýza pro bakterie smrtící.
Na katodě dochází k adsorpci hydroniových iontů nanodrátky, což vede k prudkému nárůstu koncentrace hydroxidových iontů v bezprostředním okolí. Tím vznikne vysoce zásadité prostředí, ale jen lokálně. Celková hodnota pH se při této sterilizaci zvýší jen nepatrně, takže není nutné sterilizovaný materiál neutralizovat.
Experimenty s bakterií Escherichia coli potvrdily, že extrémně zásadité mikroprostředí zlikviduje bakterie během pár minut. Dojde u nich ke zhroucení transportu proteinů přes buněčnou membránu, protože v prostředí nejsou dostupné prakticky žádné protony, které jsou pro tento proces nezbytné.
