Polimer membrán baktériumok kötődési stratégiái

Eredeti címe:

Polymeric Membrane Bacterial Attachment Strategies

Könyv tartalma:

A polimer membránokat széles körben használják különböző alkalmazásokban, például a vízkezelésben, szennyvíztisztításban, sótalanításban és más szűrési folyamatokban. Teljesítményüket azonban gyakran rontja a baktériumok felületükön való megtelepedése, ami biofoulinghoz és a membránok elszennyeződéséhez vezet. Ezért a baktériumok polimer membránokon való megtelepedésének szabályozására irányuló stratégiák kidolgozása kulcsfontosságú a membránok hatékonyságának és élettartamának fenntartása érdekében. Ebben a könyvben számos stratégiát fedeztek fel a baktériumok rögzülésének minimalizálására, beleértve a felület módosítását, hogy a membránok jobban szennyeződésmentessé, öntisztulóvá és a biofilmképződéssel szemben ellenállóvá váljanak.

Ezek a módosítások hidrofil, hidrofób vagy zwitterionos anyagok beépítésével, valamint nanotechnológiai alapú módszerekkel érhetők el. A baktériumok megtelepedésének megakadályozására biocideket és fertőtlenítőszereket is használtak, bár ezek használata a környezetvédelmi aggályok miatt korlátozott.

A membránok tisztítása szintén fontos szempont a teljesítményük fenntartásában. Az olyan membrántisztítási módszerek, mint a szűrés, az ultraszűrés, a nanoszűrés és a fordított ozmózis segíthetnek eltávolítani a baktériumokat és más szennyeződéseket a membrán felületéről. A gyakori tisztítás azonban károsíthatja a membránt és csökkentheti élettartamát, ami rávilágít a szennyeződéseknek ellenálló membránok szükségességére.

A membrán bioreaktorok a hagyományos szennyvíztisztítási módszerek ígéretes alternatívájaként jelentek meg. Ebben az eljárásban a szerves anyagok biológiai lebomlásának elősegítése érdekében a membrán felületén biofilm kialakulását ösztönzik. A biológiai szervezetek felületi töltését, felületi energiáját és felületi topográfiáját utánzó, bioinspirált anyagokat is kifejlesztettek a baktériumok tapadásának minimalizálása érdekében. A baktériumok kötődését a membránfelületen különböző tényezők befolyásolják, beleértve a felületi töltést, a felületi energiát, a felületi topográfiát, a mikrobiális közösségeket és az extracelluláris polimer anyagokat (EPS). A biofilmek kialakulásában a kvórumérzékelés és más jelátviteli mechanizmusok is kritikus szerepet játszanak.

Ezért a mikrobiális ökológia és fiziológia megértése alapvető fontosságú a baktériumok rögzülésének ellenőrzésére irányuló hatékony stratégiák kifejlesztéséhez. Összességében a baktériumok polimer membránokon való rögzülésének ellenőrzése összetett kérdés, amely multidiszciplináris megközelítést igényel. A biofouling és a membránok szennyeződésének megelőzésére irányuló stratégiákat a környezeti hatások, a biológiai lebomlás és a baktériumok antimikrobiális rezisztenciájának figyelembevételével kell kidolgozni. A mikrobiális adhéziós és mikrobiális fiziológiai kutatások felhasználása segíthet a baktériumok tapadásának hatékony ellenőrzésére irányuló új stratégiák kidolgozásában.