Strategii de atașare bacteriană a membranelor polimerice

Titlul original:

Polymeric Membrane Bacterial Attachment Strategies

Conținutul cărții:

Membranele polimerice sunt utilizate pe scară largă în diverse aplicații, cum ar fi tratarea apei, tratarea apelor reziduale, desalinizarea și alte procese de filtrare. Cu toate acestea, performanța lor este adesea compromisă din cauza atașării bacteriilor pe suprafețele lor, ceea ce duce la bioîncrustații și la murdărirea membranelor. Prin urmare, dezvoltarea de strategii pentru a controla atașarea bacteriilor pe membranele polimerice este esențială pentru menținerea eficienței și longevității acestora. În această carte, au fost explorate mai multe strategii de minimizare a atașamentului bacterian, inclusiv modificări de suprafață pentru a face membranele mai antifouling, autocurățare și rezistente la formarea biofilmelor.

Aceste modificări pot fi realizate prin încorporarea de materiale hidrofile, hidrofobe sau zwitterionice, precum și prin metode bazate pe nanotehnologie. Biocidele și dezinfectanții au fost, de asemenea, utilizați pentru a preveni atașarea bacteriilor, deși utilizarea lor este limitată din cauza preocupărilor legate de mediu.

Curățarea membranelor este, de asemenea, un aspect important al menținerii performanței acestora. Metodele de curățare a membranelor, cum ar fi filtrarea, ultrafiltrarea, nanofiltrarea și osmoza inversă, pot ajuta la îndepărtarea bacteriilor și a altor contaminanți de pe suprafața membranei. Cu toate acestea, curățarea frecventă poate, de asemenea, deteriora membrana și îi poate reduce durata de viață, subliniind necesitatea unor membrane rezistente la murdărire.

Bioreactoarele cu membrană au apărut ca o alternativă promițătoare la metodele tradiționale de tratare a apelor reziduale. În acest proces, formarea biofilmului pe suprafața membranei este încurajată pentru a promova biodegradarea materiei organice. Materialele bioinspirate care imită sarcina de suprafață, energia de suprafață și topografia de suprafață a organismelor biologice au fost, de asemenea, dezvoltate pentru a minimiza aderența bacteriană. Fixarea bacteriilor pe suprafața membranei este influențată de diverși factori, inclusiv de sarcina de suprafață, energia de suprafață, topografia de suprafață, comunitățile microbiene și substanțele polimerice extracelulare (EPS). Quorum sensing și alte mecanisme de semnalizare joacă, de asemenea, un rol esențial în formarea biofilmelor.

Prin urmare, înțelegerea ecologiei și fiziologiei microbiene este esențială pentru dezvoltarea unor strategii eficiente de control al atașării bacteriene. În general, controlul atașamentului bacterian pe membranele polimerice este o problemă complexă care necesită o abordare multidisciplinară. Strategiile de prevenire a murdăririi biologice și a murdăririi membranelor ar trebui să fie dezvoltate luând în considerare impactul asupra mediului, biodegradarea și rezistența antimicrobiană a bacteriilor. Utilizarea cercetărilor în domeniul adeziunii microbiene și al fiziologiei microbiene poate contribui la dezvoltarea de noi strategii pentru controlul eficient al atașării bacteriene.