[发明专利]氧化石墨烯抗微生物元件

说明书

本文描述了基于交联的石墨烯材料的元件，其提供抗微生物能力。描述了还可以包含支撑物的元件。还描述了这样的元件，其中支撑物可以是要保护免于微生物的物品。还描述了通过应用上述抗微生物元件和相关装置来杀灭微生物或防止微生物污染的方法。

发明人：郑世俊、谢宛芸、北原勇、欧泽尔·史迪奇、约翰·埃里克森、小泓诚、王鹏、山代祐司

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年10月3日递交的美国临时申请62/403,601；2016年11月10日递交的美国临时申请62/420,241；和2017年3月23日递交的美国临时申请62/475,487的权益；所述临时申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的实施方式涉及交联的氧化石墨烯膜并提供具有抗微生物特性的膜。

背景技术

当今社会中微生物的生长可在必须控制微生物水平的应用中呈现严重的问题。在健康产业以及水输送、处理和过滤等应用中，微生物生长至不健康的水平会导致普遍的疾病。另外，水过滤和输送装置中微生物的生长也会导致生物污染，从而缩短设备的有效寿命。在加热、通风和空气调节(HVAC)系统中，如果不进行处理，在潮湿空气管道中繁殖的微生物会导致难闻的气味和健康问题。此外，对于水中的容器，容器湿润区域上微生物的不受控制的生长会通过破坏壳体形状和产生阻力而降低壳体的流体动力学效率，从而降低燃料效率。

虽然存在通过光催化剂控制微生物的方法，但此类方法需要外部能量源，例如紫外光源，才能有效。因此，需要控制微生物生长的被动方法。

发明概述

本发明的实施方式，交联的GO膜，可以减少微生物的存在。

在一些实施方式中，抗微生物膜可描述为包含：(1)支撑物，和(2)涂布所述支撑物的复合材料，所述复合材料包含交联的任选取代的氧化石墨烯化合物，其中石墨烯通过交联剂交联，所述交联剂选自式1的任选取代的联苯、式2的任选取代的三苯甲烷、由式3A或3B表示的任选取代的二苯胺或任选取代的9H-咔唑和式4的任选取代的二羟甲基丙二醇化合物：

其中R₁和R₂独立地为NH₂或OH；R₃和R₄独立地为OH、SO₃H、SO₃Na或SO₃K；

其中R₅为H、CH₃或C₂H₅；R₆为H、CH₃、-CO₂H、-CO₂Li、-CO₂Na、-CO₂K、-SO₃H、-SO₃Li、-SO₃Na或-SO₃K；且n为0、1、2、3、4或5；

其中R₁和R₂可以独立地为NH₂或OH；R₇和R₈独立地为H、CH₃、CO₂H、CO₂Li、CO₂Na、CO₂K、SO₃H、SO₃Li、SO₃Na或SO₃K；k为0或1；m为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；且p为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；