Вирусы легко переходят с одной поверхности на другую: стол, поручень в автобусе, экран смартфона — все это потенциальные резервуары инфекции. Стандартный путь заражения прост: коснулся загрязненной поверхности, затем потрогал лицо. Химические дезинфектанты помогают, но у них есть принципиальные ограничения: они испаряются, повреждают оборудование, вредят экологии и способствуют выработке у микробов устойчивости к препаратам.
Ученые разработали пластик с наношипами, которые разрывают вирусы на части
Австралийские исследователи из Института RMIT создали тонкую акриловую пленку с тысячами наношипов, которая физически разрушает вирусы — без химических веществ и дезинфицирующих средств. В лабораторных тестах материал уничтожал до 94% частиц вируса парагриппа человека в течение часа. Разработка открывает путь к антивирусным покрытиям для телефонов, больничного оборудования и поверхностей в общественных местах.
Образцы из прозрачного акрила, покрытые новым материалом. RMIT
Нанорельеф на крыльях насекомых. Идея нанорельефных антибактериальных поверхностей возникла случайно. Первоначально исследователи пытались создать поверхность настолько гладкую, чтобы бактерии просто соскальзывали с нее. Результат оказался противоположным: микробы надежно прилипали к идеально ровным нанопленкам. Эта неудача переориентировала команду. Выяснилось, что крылья насекомых уничтожают бактерии именно за счет рельефа, а не химии, и это открытие в итоге легло в основу новой разработки.
Микроскопическое изображение вирусной капсулы, разрушаемой нанотекстурированной поверхностью.
Исследователи из Австралии искали иной путь — и нашли его в природе. Крылья цикад и стрекоз покрыты наноструктурами, которые убивают бактерии не химически, а механически: клеточные мембраны микробов растягиваются на выступах и разрываются. Работа опубликована в журнале Advanced Science.
Гибкий дезинфицирующий материал
Характеристика наноструктурированных акриловых поверхностей с различными шагом и высотой наностолбиков. (a) Схематическое изображение процесса изготовления наноструктурированных противовирусных поверхностей с использованием анодированных форм AAO. (b) Типичные изображения, полученные с помощью растрового электронного микроскопа (РЭМ), акриловых поверхностей с шагом 60 нм и высотой 60, 85, 110, 170 и 185 нм. (c) Типичные изображения СЭМ с шагом 100 нм и (d) 200 нм с указанием высоты. (e) Изображение, демонстрирующее гибкость наноструктурированной акриловой поверхности при изгибе. Все масштабные линейки на изображениях СЭМ соответствуют 100 нм.
Новый материал — тонкая акриловая пленка с тысячами ультратонких наношипов. На ощупь пленка гладкая, но вирусная частица, оседая на поверхность, захватывается и растягивается наностолбиками до тех пор, пока ее оболочка не лопается. Это чисто механическое уничтожение — без каких-либо активных веществ.
Главный параметр — расстояние между наношипами, а не их высота. Оптимальный результат давали столбики с промежутком около 60 нанометров. В тестах с вирусом парагриппа третьего типа (hPIV-3), вызывающего бронхиолит и пневмонию, за час разрушалось до 94% вирусных частиц.
Пленка легкая, гибкая и дешевая в производстве. Форму для ее изготовления можно масштабировать промышленно — для упаковки продуктов, транспортных систем, больниц и офисов. Нанопокрытия достаточно прочны, хотя со временем, как и любой материал, подвергаются износу. Ученые считают, что разработка может стать реальной альтернативой химической дезинфекции.