Strategie przyłączania bakterii do błon polimerowych

Oryginalny tytuł:

Polymeric Membrane Bacterial Attachment Strategies

Zawartość książki:

Membrany polimerowe są szeroko stosowane w różnych aplikacjach, takich jak uzdatnianie wody, oczyszczanie ścieków, odsalanie i inne procesy filtracji. Jednak ich wydajność jest często zagrożona z powodu przyczepiania się bakterii do ich powierzchni, co prowadzi do biofoulingu i zanieczyszczenia membrany. Dlatego też opracowanie strategii kontroli przyczepiania się bakterii do membran polimerowych ma kluczowe znaczenie dla utrzymania ich wydajności i trwałości. W niniejszej książce omówiono kilka strategii mających na celu zminimalizowanie przylegania bakterii, w tym modyfikacje powierzchni w celu uczynienia membran bardziej przeciwporostowymi, samoczyszczącymi i odpornymi na tworzenie się biofilmu.

Modyfikacje te można osiągnąć poprzez włączenie materiałów hydrofilowych, hydrofobowych lub zwitterionowych, a także przy użyciu metod opartych na nanotechnologii. Biocydy i środki dezynfekujące były również stosowane w celu zapobiegania przyleganiu bakterii, chociaż ich stosowanie jest ograniczone ze względu na obawy dotyczące środowiska.

Czyszczenie membran jest również ważnym aspektem utrzymania ich wydajności. Metody czyszczenia membran, takie jak filtracja, ultrafiltracja, nanofiltracja i odwrócona osmoza, mogą pomóc w usuwaniu bakterii i innych zanieczyszczeń z powierzchni membrany. Jednak częste czyszczenie może również uszkodzić membranę i skrócić jej żywotność, podkreślając potrzebę stosowania membran odpornych na zanieczyszczenia.

Bioreaktory membranowe stały się obiecującą alternatywą dla tradycyjnych metod oczyszczania ścieków. W tym procesie zachęca się do tworzenia biofilmu na powierzchni membrany w celu promowania biodegradacji materii organicznej. Opracowano również materiały inspirowane biologią, które naśladują ładunek powierzchniowy, energię powierzchniową i topografię powierzchni organizmów biologicznych, aby zminimalizować przyczepność bakterii. Na przyleganie bakterii do powierzchni błony wpływają różne czynniki, w tym ładunek powierzchniowy, energia powierzchniowa, topografia powierzchni, społeczności drobnoustrojów i zewnątrzkomórkowe substancje polimerowe (EPS). Quorum sensing i inne mechanizmy sygnalizacyjne również odgrywają kluczową rolę w tworzeniu biofilmów.

Dlatego też zrozumienie ekologii i fizjologii drobnoustrojów ma kluczowe znaczenie dla opracowania skutecznych strategii kontroli przyczepiania się bakterii. Ogólnie rzecz biorąc, kontrola przyczepiania się bakterii do membran polimerowych jest złożonym zagadnieniem, które wymaga multidyscyplinarnego podejścia. Strategie zapobiegania biofoulingowi i zanieczyszczeniu membran powinny być opracowywane z uwzględnieniem wpływu na środowisko, biodegradacji i oporności bakterii na środki przeciwdrobnoustrojowe. Wykorzystanie badań nad adhezją i fizjologią drobnoustrojów może pomóc w opracowaniu nowych strategii skutecznej kontroli przylegania bakterii.