你可能听说过“智能”细菌——即发生变异并对普通抗生素产生耐药性的病毒。但还有一种鲜为人知、对人体健康有害的微观物质—— “智能”污垢。那么，什么是智能污垢？人们正在采取哪些措施，保护世界免受这些潜在有毒细菌的危害？
什么是智能污垢？
智能污垢由附着在我们周围表面、并已对通常用于清除它们的化学物质产生耐受性的细菌构成。
大剂量化学物质或许能杀死这些细菌，但这会对环境构成风险——其中大多数具有毒性。
细菌和藻类等附着于表面的微生物不断积聚，这一现象称为 生物污损。现有化学清洁剂几乎已无法有效应对人类生存所依赖的所有领域，包括水处理行业、食品行业和能源领域。
人类生存受到威胁
生物污损已成为南非及全球膜法水处理厂发展的 最大障碍 。在水务行业，水处理厂中的过滤器可能发生污损，导致水质下降、运营成本上升。
灌溉系统老化、工业生产线受到生物污损侵扰时，粮食安全便会 受到威胁 。
能源行业也深受这一问题困扰，南非国家电力公司埃斯科姆（Eskom）亦是如此。 受害者 冷却水塔因严重污损而频繁停运，导致热交换器效率降低。维修费用高达数百万，冷却塔的使用寿命也大幅缩短。
希望何在
幸运的是，大自然也为智能污垢问题提供了解决方案。研究人员发现，在污损严重的表面上，海洋红藻 Delisea pulcra 不受海洋细菌和藤壶侵扰。进一步观察发现，这种海洋植物含有一种名为“呋喃酮”的物质，能够驱离细菌及其他各种微生物，使其不附着于表面。
在一项 研究项目中，研究人员制备了这些呋喃酮，并在实验室规模的水过滤器上进行了测试。经呋喃酮改性的水过滤器不仅表现出自清洁特性（能够驱离细菌），还能够杀死试图附着在滤器表面的细菌。
由于呋喃酮化合物以化学方式与材料结合，因此不存在其渗漏到环境中的风险。
研究 表明，这种化合物之所以有效，关键在于细菌会共同生活在称为生物膜的小型群落中，而且彼此持续沟通。它们的生存以及对某些杀菌措施的抵抗力，很大程度上依赖这种沟通。
呋喃酮化合物的存在会阻止细菌之间的沟通。因此，它们必然会被消灭。没有“群体归属感”，这些细菌就无法在表面定殖；无法附着，它们就无法生存。
这项技术为对抗表面生物污损带来了诸多可能。它可以淘汰化学清洁剂的使用，因为这些清洁剂危害环境，还会导致抗微生物药物耐药性。智能污垢或许占了上风，但对抗生物污损的战争才刚刚开始。
本文由 The Conversation合作发布。请阅读 原文。本文的发表并不代表世界经济论坛认可其中观点。
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作者：Nonjabulo P. Gule 是 NRF-DST 研究员；斯泰伦博斯大学化学与高分子科学系研究员。
图片：澳大利亚 Sunburst Biotechnologies 公司运营的蚯蚓堆肥项目中，蚯蚓通过称为蚯蚓堆肥的过程消耗有机物并将其转化为肥料。路透社 / Bobby Yip
