Antibakterielle Wirkung: Graphen zerstört Bakterien ohne Chemikalien

Graphen ist bereits wegen vieler herausragender Eigenschaften gefeiert worden. Nun haben Forscher einen weiteren Aspekt entdeckt: Das Material hat auch noch eine antibakterielle Wirkung, was es für den Einsatz als Beschichtung interessant macht.

Bakterien werden gezielt zerstört

Ein Team des Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) konnte erstmals auf molekularer Ebene erklären, warum Graphenoxid gezielt Bakterien zerstört, ohne menschliche Zellen zu schädigen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Advanced Functional Materials veröffentlicht und könnten den Weg für eine neue Generation sicherer antibakterieller Materialien ebnen.

Im Zentrum der Studie steht Graphenoxid, ein nanostrukturiertes Material auf Kohlenstoffbasis, das durch seine besondere chemische Struktur vielseitig einsetzbar ist. Es lässt sich gut in Wasser dispergieren und besitzt funktionelle Sauerstoffgruppen, die entscheidend für seine antibakterielle Wirkung sind. Das Forschungsteam fand heraus, dass diese Sauerstoffgruppen gezielt an einen bestimmten Bestandteil der Bakterienzellmembran binden, an ein Molekül namens POPG, das in menschlichen Zellen nicht vorkommt.


Durch diese selektive Bindung haftet das Material an der Bakterienmembran und zerstört sie, während menschliche Zellen unbeeinträchtigt bleiben. Die Forschenden vergleichen diesen Mechanismus mit einem Magneten, der nur bestimmte Metalle anzieht. Damit konnte erstmals eindeutig nachgewiesen werden, warum Graphenoxid gezielt gegen Bakterien wirkt.

Vielseitig anwendbar

Die Entdeckung hat weitreichende praktische Bedeutung. In Tests zeigte sich, dass Textilfasern mit Graphenoxid auch nach wiederholtem Waschen ihre antibakterielle Wirkung behalten. Dadurch ergeben sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten, etwa in Kleidung, medizinischen Textilien oder Alltagsprodukten mit direktem Körperkontakt.

Die Forschenden sehen großes Potenzial für die Zukunft. Erste Studien zu Gesundheitsrisiken von Graphen haben bereits gezeigt, dass Graphenoxid bei kontrollierter Anwendung keine kurzfristigen Risiken darstellt. Neben Kleidung könnten auch tragbare Technologien und medizinische Materialien von der neuen Erkenntnis profitieren. Ziel ist es, wirksame antibakterielle Lösungen zu entwickeln, die ohne aggressive Chemikalien auskommen und gleichzeitig für den menschlichen Körper unbedenklich sind.

Siehe auch: