La higiene es esencial para los artículos cotidianos que entran en contacto cercano con el cuerpo, incluyendo ropa, mascarillas y cepillos de dientes — un hecho que aparentemente ha escapado a algunos de los miembros más fragantes de la humanidad. Los científicos ahora han descubierto cómo el grafeno puede eliminar selectivamente las bacterias sin dañar las células humanas, lo cual es más de lo que se puede decir de la mayoría de los productos de limpieza. Este descubrimiento apunta a una nueva clase de materiales antibacterianos que podrían ser seguros para las personas y capaces de reducir la dependencia de los antibióticos tradicionales, asumiendo que las bacterias no desarrollen un gusto por el carbono.

Recientemente, KAIST anunció que un equipo de investigación colaborativo liderado por el profesor Sang Ouk Kim del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales y la profesora Hyun Jung Chung del Departamento de Ciencias Biológicas identificó el mecanismo detrás de las propiedades antibacterianas del Óxido de Grafeno (GO). Este material consiste en una sola capa atómica de carbono con grupos de oxígeno unidos, lo que le da la capacidad de dispersarse bien en agua y realizar una variedad de funciones — esencialmente la navaja suiza de los nanomateriales.

Hasta ahora, los científicos no entendían completamente cómo el grafeno lograba sus efectos antibacterianos, lo cual es como saber que un coche funciona con combustible pero no por qué. Este estudio proporciona evidencia clara a nivel molecular que explica cómo funciona el material.

Los investigadores descubrieron que el óxido de grafeno lleva a cabo lo que describen como "acción antibacteriana selectiva". Se adhiere y desestabiliza las membranas de las bacterias mientras deja intactas las células humanas. El proceso es similar a cómo un imán solo se pega a ciertos metales, o cómo tu gato solo se pega a tu regazo cuando necesitas ir al baño.

Esta selectividad proviene de los grupos que contienen oxígeno en la superficie del óxido de grafeno. Estos grupos se unen específicamente a una molécula llamada POPG, que se encuentra en las membranas celulares bacterianas pero no en las células humanas. En términos simples, el óxido de grafeno identifica una característica única de las bacterias, se adhiere a ella y descompone la estructura celular. Los fosfolípidos componen la membrana que rodea las células, y el POPG es un tipo presente principalmente en bacterias — un portero molecular que expulsa solo a la multitud equivocada.

Cuando se aplica en forma de nanofibras, este material pudo detener el crecimiento de una amplia gama de bacterias dañinas, incluyendo superbacterias resistentes a antibióticos. Las pruebas en animales también mostraron que ayudó a que las heridas sanaran más rápidamente sin causar inflamación, lo cual es más de lo que se puede decir de la mayoría de las rutinas de cuidado personal humano.

Otra ventaja es la durabilidad. Las fibras hechas con óxido de grafeno conservaron sus propiedades antibacterianas incluso después de lavados repetidos, lo que sugiere un fuerte potencial para su uso en ropa, textiles médicos y otras aplicaciones prácticas — finalmente, un tejido que combate las bacterias más tiempo que tus calcetines de gimnasio.

Esta tecnología ya se está utilizando en productos de consumo. Un cepillo de dientes antibacteriano de grafeno desarrollado a través de patentes de la startup fundada por profesores 'Materials Creation Co., Ltd.', ha vendido más de 10 millones de unidades, demostrando un fuerte éxito comercial. Además, GrapheneTex, un material textil que incorpora esta tecnología, se utilizó en los uniformes del equipo de demostración de Taekwondo en los Juegos Olímpicos de París 2024. También se espera que aparezca en ropa deportiva funcional en importantes eventos próximos como los Juegos Asiáticos de 2026 — porque nada dice "precisión de artes marciales" como los átomos de carbono.

El profesor Sang Ouk Kim explicó: "Este estudio es un ejemplo de descubrir científicamente por qué el grafeno puede matar selectivamente bacterias mientras permanece seguro para el cuerpo humano". Añadió: "Al utilizar este principio, podemos expandirnos más allá de la ropa segura sin productos químicos agresivos a una gama infinita de aplicaciones, incluyendo dispositivos portátiles y sistemas textiles médicos". En otras palabras, la correa de tu próximo reloj inteligente podría funcionar como un ejecutor de bacterias.

Sujin Cha (programa de doctorado, Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales) y Ju Yeon Chung (programa integrado de maestría/doctorado