Published May 21, 2015 | Version v1
Publication Open

Synergetic antibacterial activity of reduced graphene oxide and boron doped diamond anode in three dimensional electrochemical oxidation system

Creators

  • 1. Peking University

Description

A 100% increment of antibacterial ability has been achieved due to significant synergic effects of boron-doped diamond (BDD) anode and reduced graphene oxide (rGO) coupled in a three dimensional electrochemical oxidation system. The rGO, greatly enhanced by BDD driven electric field, demonstrated strong antibacterial ability and even sustained its excellent performance during a reasonable period after complete power cut in the BDD-rGO system. Cell damage experiments and TEM observation confirmed much stronger membrane stress in the BDD-rGO system, due to the faster bacterial migration and charge transfer by the expanded electro field and current-carrying efficiency by quantum tunnel. Reciprocally the hydroxyl-radical production was eminently promoted with expanded area of electrodes and delayed recombination of the electron-hole pairs in presence of the rGO in the system. This implied a huge potential for practical disinfection with integration of the promising rGO and the advanced electrochemical oxidation systems.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم تحقيق زيادة بنسبة 100 ٪ في القدرة المضادة للبكتيريا بسبب التأثيرات التآزرية الكبيرة لأنود الماس المشبع بالبورون وأكسيد الجرافين المنخفض (rGO) المقترن بنظام أكسدة كهروكيميائي ثلاثي الأبعاد. أظهر RGO، المعزز بشكل كبير بالمجال الكهربائي المدفوع بـ BDD، قدرة قوية مضادة للبكتيريا وحتى حافظ على أدائه الممتاز خلال فترة معقولة بعد انقطاع التيار الكهربائي الكامل في نظام BDD - rGO. أكدت تجارب تلف الخلايا وملاحظة TEM إجهادًا غشائيًا أقوى بكثير في نظام BDD - rGO، بسبب الهجرة البكتيرية الأسرع ونقل الشحنة عن طريق المجال الكهربائي الموسع وكفاءة حمل التيار عن طريق النفق الكمومي. وبالمثل، تم تعزيز إنتاج الهيدروكسيل الجذري بشكل بارز بمساحة موسعة من الأقطاب الكهربائية وتأخر إعادة تركيب أزواج الثقوب الإلكترونية في وجود rGO في النظام. وهذا ينطوي على إمكانات هائلة للتطهير العملي مع تكامل RGO الواعد وأنظمة الأكسدة الكهروكيميائية المتقدمة.

Translated Description (French)

Une augmentation de 100 % de la capacité antibactérienne a été obtenue en raison des effets synergiques importants de l'anode en diamant dopé au bore (BDD) et de l'oxyde de graphène réduit (rGO) couplés dans un système d'oxydation électrochimique tridimensionnel. Le rGO, grandement amélioré par le champ électrique entraîné par le BDD, a démontré une forte capacité antibactérienne et a même maintenu ses excellentes performances pendant une période raisonnable après une coupure de courant complète dans le système BDD-rGO. Les expériences de dommages cellulaires et l'observation TEM ont confirmé un stress membranaire beaucoup plus fort dans le système BDD-rGO, en raison de la migration bactérienne et du transfert de charge plus rapides par le champ électrique élargi et de l'efficacité de transport de courant par tunnel quantique. Réciproquement, la production de radicaux hydroxyle a été éminemment favorisée avec une surface étendue d'électrodes et une recombinaison retardée des paires électron-trou en présence du rGO dans le système. Cela impliquait un énorme potentiel de désinfection pratique avec l'intégration de la rGO prometteuse et des systèmes d'oxydation électrochimique avancés.

Translated Description (Spanish)

Se ha logrado un incremento del 100% de la capacidad antibacteriana debido a los efectos sinérgicos significativos del ánodo de diamante dopado con boro (BDD) y el óxido de grafeno reducido (rGO) acoplados en un sistema de oxidación electroquímica tridimensional. El rGO, mejorado en gran medida por el campo eléctrico impulsado por BDD, demostró una fuerte capacidad antibacteriana e incluso mantuvo su excelente rendimiento durante un período razonable después de un corte de energía completo en el sistema BDD-rGO. Los experimentos de daño celular y la observación de TEM confirmaron un estrés de membrana mucho más fuerte en el sistema BDD-rGO, debido a la migración bacteriana más rápida y la transferencia de carga por el electrocampo expandido y la eficiencia de transporte de corriente por túnel cuántico. Recíprocamente, la producción de radicales hidroxilo se promovió eminentemente con un área expandida de electrodos y una recombinación retardada de los pares electrón-hueco en presencia del rGO en el sistema. Esto implicaba un enorme potencial para la desinfección práctica con la integración del prometedor rGO y los avanzados sistemas de oxidación electroquímica.

Files

srep10388.pdf.pdf

Files (1.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:f12b0f900b77e66ad7183d00dc2f7f9e
1.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نشاط مضاد للجراثيم متآزر لأكسيد الجرافين المنخفض وأنود ماسي مخدر بالبورون في نظام أكسدة كهروكيميائي ثلاثي الأبعاد
Translated title (French)
Activité antibactérienne synergique de l'oxyde de graphène réduit et de l'anode de diamant dopée au bore dans un système d'oxydation électrochimique tridimensionnel
Translated title (Spanish)
Actividad antibacteriana sinérgica de óxido de grafeno reducido y ánodo de diamante dopado con boro en un sistema de oxidación electroquímica tridimensional

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2255015535
DOI
10.1038/srep10388

Is supplement to
https://openalex.org/W4210414851 (Other)
https://openalex.org/W3196929922 (Other)
https://openalex.org/W3149465128 (Other)
https://openalex.org/W3033906315 (Other)
https://openalex.org/W2914224237 (Other)
https://openalex.org/W2606452130 (Other)
https://openalex.org/W2377562106 (Other)
https://openalex.org/W2328592354 (Other)
https://openalex.org/W2081887179 (Other)
https://openalex.org/W1578765583 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1965200769
  • https://openalex.org/W1966354327
  • https://openalex.org/W2008624011
  • https://openalex.org/W2011759111
  • https://openalex.org/W2013574825
  • https://openalex.org/W2017822486
  • https://openalex.org/W2021693311
  • https://openalex.org/W2024954052
  • https://openalex.org/W2029332976
  • https://openalex.org/W2041701189
  • https://openalex.org/W2045667857
  • https://openalex.org/W2055353980
  • https://openalex.org/W2057809710
  • https://openalex.org/W2066347678
  • https://openalex.org/W2074961490
  • https://openalex.org/W2086906631
  • https://openalex.org/W2093015349
  • https://openalex.org/W2097065367
  • https://openalex.org/W2107492786
  • https://openalex.org/W2109966590
  • https://openalex.org/W2141110770
  • https://openalex.org/W2149070465
  • https://openalex.org/W2160506853
  • https://openalex.org/W2328220911
  • https://openalex.org/W3100025636