Stratégie pripojenia baktérií k polymérnym membránam

Pôvodný názov:

Polymeric Membrane Bacterial Attachment Strategies

Obsah knihy:

Polymérne membrány sa vo veľkej miere používajú v rôznych aplikáciách, ako je úprava vody, čistenie odpadových vôd, odsoľovanie a iné filtračné procesy. Ich výkonnosť je však často ohrozená v dôsledku prichytenia baktérií na ich povrch, čo vedie k biologickému znečisteniu a zanášaniu membrán. Preto je vývoj stratégií na kontrolu prichytávania baktérií na polymérnych membránach kľúčový pre zachovanie ich účinnosti a životnosti. V tejto knihe bolo preskúmaných niekoľko stratégií na minimalizáciu prichytenia baktérií vrátane modifikácie povrchu, aby sa membrány stali viac antifoulingovými, samočistiacimi a odolnými voči tvorbe biofilmu.

Tieto modifikácie možno dosiahnuť začlenením hydrofilných, hydrofóbnych alebo zwitteriónových materiálov, ako aj použitím metód založených na nanotechnológiách. Na zabránenie priľnavosti baktérií sa používajú aj biocídy a dezinfekčné prostriedky, hoci ich používanie je obmedzené z dôvodu ochrany životného prostredia.

Čistenie membrán je tiež dôležitým aspektom udržiavania ich výkonu. Metódy čistenia membrán, ako je filtrácia, ultrafiltrácia, nanofiltrácia a reverzná osmóza, môžu pomôcť odstrániť baktérie a iné kontaminanty z povrchu membrán. Časté čistenie však môže membránu aj poškodiť a skrátiť jej životnosť, čo zvýrazňuje potrebu membrán odolných voči znečisteniu.

Membránové bioreaktory sa stali sľubnou alternatívou k tradičným metódam čistenia odpadových vôd. V tomto procese sa podporuje tvorba biofilmu na povrchu membrány, aby sa podporila biodegradácia organických látok. Na minimalizáciu priľnavosti baktérií boli vyvinuté aj bioinšpirované materiály, ktoré napodobňujú povrchový náboj, povrchovú energiu a topografiu povrchu biologických organizmov. Prichytenie baktérií na povrchu membrány ovplyvňujú rôzne faktory vrátane povrchového náboja, povrchovej energie, topografie povrchu, mikrobiálnych spoločenstiev a extracelulárnych polymérnych látok (EPS). Pri tvorbe biofilmov zohráva rozhodujúcu úlohu aj kvorum sensing a iné signalizačné mechanizmy.

Preto je pochopenie mikrobiálnej ekológie a fyziológie kľúčové pre vývoj účinných stratégií na kontrolu priľnavosti baktérií. Celkovo je kontrola priľnavosti baktérií na polymérnych membránach komplexnou otázkou, ktorá si vyžaduje multidisciplinárny prístup. Stratégie na zabránenie biologickému zanášaniu a zanášaniu membrán by sa mali vyvíjať pri zohľadnení vplyvu na životné prostredie, biodegradácie a antimikrobiálnej rezistencie baktérií. Využitie výskumu mikrobiálnej adhézie a mikrobiálnej fyziológie môže pomôcť pri vývoji nových stratégií na účinnú kontrolu priľnavosti baktérií.