发射紫外线的玻璃可以阻止98%昂贵的海洋微生物

本·考克斯沃斯著

紫外线发光玻璃(UEG)通过释放紫外线光来杀死产生生物膜的微生物

科学家们正在使用发射紫外线的玻璃来阻止有问题的海底生物膜。这项技术可能会在水下观察端口和相机镜头等应用中得到应用，甚至有一天可能会应用在船体上。

当任何物质在海水中放置足够长的时间时，表面就会形成一层由细菌、真菌、藻类和其他海洋微生物组成的粘稠膜。像藤壶这样的大型生物会在这层薄膜上站稳脚跟，在它们生长和繁殖的过程中把它作为它们的家。

不用说，这种涂层大大降低了船体的流体动力，导致船只在给定速度下行驶时使用更多的燃料。生物膜对水下结构、防护网甚至海水淡化厂也有问题。

这种现象被称为生物污染。防止这种情况发生的主要方法包括在水下表面涂上抗菌涂料——这可能会破坏环境——或者用特殊的不粘材料，这种材料必须经常重新涂上。

一种被提议的替代方案是用外部紫外线照射表面，紫外线可以杀死微生物。然而不幸的是，紫外线从源头传播得越远，效果就越差，再加上浑浊的水会吸收它们。

这就是紫外线发射玻璃(UEG)的用武之地。而不是被一个单独的光源照亮，它是光源。

Leila Alidokht(左)和Mariana Lanzarini-Lopes(右)与马萨诸塞州阿默斯特大学的研究生研究助理Athira Haridas(中)一起研究紫外线发射玻璃

这种材料是由马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的工程师们领导的一组科学家发明的，它由一个普通的玻璃载玻片组成，背面涂有一层二氧化硅纳米粒子和一层透明聚合物。

位于幻灯片旁边的紫外线LED将其光线投射到玻璃的正面或背面，而是投射到玻璃的一侧。当紫外线穿过玻璃的厚度时，它们被纳米粒子散射和扩散，纳米粒子反射紫外线但不吸收它。

因此，滑梯的整个正面(水侧)表面均匀地发出紫外线。它的效果比未涂覆的玻璃好10倍，同时仍然保持令人满意的可见光和红外光透射。

在这项技术的测试中，UEG玻片和未涂覆的对照玻片被浸泡在佛罗里达州卡纳维拉尔港的水中20天。在这段时间结束时，发现UEG使可见生物膜的生长减少了98%。

无生物膜的UEG载玻片，与未涂膜的对照样品相比

科学家们现在计划用更大的玻璃片进行实验，这些玻璃片将在水下停留更长的时间。

该研究论文的第一作者、博士后助理研究员莱拉·阿利多克特说:“这项开发的技术可用于消毒透明表面，如船舶窗户、漂浮球体和系泊浮标、相机镜头和海洋、农业和水处理应用的传感器。”

该研究的通讯作者之一Mariana Lanzarini-Lopes助理教授告诉我们，这项技术的长期计划包括将其应用于船体。

这篇论文最近发表在《生物膜》杂志上。