Oamenii de știință au creat un film din plastic care rupe fizic virusurile

Pe parcursul zilei, atingem numeroase suprafețe, de la blatul din bucătărie la balustrada autobuzului sau trenului, biroul de lucru și ecranul telefonului. O gamă variată de virusuri și alți germeni se pot răspândi ușor prin aceste suprafețe. Conform unui studiu publicat în Advanced Science, colegii mei și cu mine am creat o suprafață din plastic subțire cu caracteristici nanoscale care poate rupe fizic virusurile, oferind o metodă ieftină și scalabilă de a reduce răspândirea bolilor pe suprafețe precum telefoanele și echipamentele de spital.

👉 Mecanismele de contaminare și metodele actuale de dezinfectare

Rutele de infecție tipice implică atingerea unei suprafețe contaminate, urmată de atingerea ochilor, nasului sau gurii. Este posibil să curățăm suprafețele cu produse chimice, dar acestea se pot uza, pot dăuna mediului sau pot contribui la rezistența antimicrobiană. Metodele curente de combatere a răspândirii virusurilor includ curățarea pentru îndepărtarea murdăriei și dezinfectarea pentru a elimina contaminanții ascunși.

👉 Provocările și inovațiile în dezvoltarea suprafețelor antivirale

Dezinfectanții trebuie să rămână umezi pentru o perioadă de timp pentru a ucide germenii, ceea ce poate fi o provocare în anumite medii reale. Suprafețele se pot recontamina rapid când alte persoane le ating. De asemenea, dezinfectarea adesea implică utilizarea de substanțe chimice dure, care pot deteriora echipamentele și mediul. Oamenii de știință au dezvoltat anterior modificări ale suprafețelor antivirale prin încorporarea de materiale precum grafen sau acid tanic în echipamente de protecție personală.

Aceste strategii sunt eficiente, dar pot prezenta riscuri pentru sănătatea umană și sunt periculoase pentru mediu din cauza scurgerilor chimice. Călătoria noastră către o suprafață capabilă să distrugă virusurile a început acum mai bine de un deceniu. În prima fază, ne-am propus să proiectăm o suprafață atât de netedă încât germenii să alunece pur și simplu de pe aceasta. Spre surprinderea noastră, am descoperit că bacteriile se atașează ușor de suprafețele netede la scară nanometrică.

👉 Inspirarea din natură pentru crearea suprafețelor bactericide

Exemplele din natură sugerează soluții pentru suprafețe fără bacterii, precum aripile repulsive la apă ale țânțarilor și libelulelor. Deși aceste aripi sunt auto-curățitoare, ele acționează mai degrabă ca bactericide naturale decât prin respingerea bacteriilor. Experimentele desfășurate cu aripile acoperite cu aur au confirmat că acest efect bactericid nu este determinat de chimia suprafeței, ci de topografie.

Structurile nanometrice forțează membranele celulelor bacteriene să se întindă și să se rupă. Lucrările noastre anterioare au arătat că siliciul acoperit cu nanospike distruge eficient virusurile la contact, dar natura sa rigidă limitează utilizarea acestuia pe obiecte complexe. În studiul nostru recent, am creat un material care rupe virusurile, ușor, rentabil și flexibil, un film subțire de acril acoperit cu mii de piloni ultrafini.

Materialul nanotexturat este neted la atingere, dar acești nanopiloni prind și întind cochilia exterioară a virusului până la ruperea acesteia. Testele de laborator cu hPIV-3, care cauzează bronșiolită și pneumonie, au constatat că până la 94% dintre particulele de virus au fost distruse sau grav avariate în decurs de o oră de contact cu acest material. Distanța dintre nanopiloni este mult mai importantă decât înălțimea lor, pilonii strânși la aproximativ 60 de nanometri distanță fiind cei mai eficienți.

Matricea utilizată pentru a crea acest material poate fi ușor scalată pentru a oferi oportunități industriale variate, de la ambalarea alimentelor la sistemele de transport public, echipamentele de spital și birourile de lucru. Cu toate acestea, suprafețele nanotexturate sunt susceptibile la aceleași stresuri fizice, chimice și de mediu ca orice alt material și se vor degrada în timp.

Rămâne mult de descoperit în căutarea suprafețelor fără germeni, dar aceste suprafețe nanotexturate au un potențial imens în lupta împotriva virusurilor și oferă o alternativă la metodele tradiționale bazate pe chimicale.

Elena Ivanova, Profesor Distins, Fizică, RMIT University

Această articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.