新闻资讯 · 2022年 8月 17日

【Telegram中文版】总编辑圈点|超耐用涂层数分钟内杀死病毒和细菌,6个月后抗菌率仍达99.9%【Telegram中文官网】

科技日报记者 张梦然

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在人类与细菌长达数百年的斗争中,可能很快会出现一种新武器:第一种可快速杀死细菌和病毒并持续数月的耐用涂层。美国密歇根大学工程师和免疫学家团队在《物质》杂志发表的研究证明,新涂层对新冠病毒、大肠杆菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和多种其他病原体都具有致命性。即使在键盘、手机屏幕和涂有鸡肉的砧板等表面,经过数月的反复清洁和磨损后,它仍能杀死99.9%的微生物。

总编辑圈点|超耐用涂层数分钟内杀死病毒和细菌,6个月后抗菌率仍达99.9%

有涂层和无涂层的电脑键盘、手机和带有生鸡肉的砧板上的细菌载量。图片来源:安尼什·图特佳/密歇根大学

论文共同通讯作者、密歇根大学材料科学与工程教授安尼什·图特佳表示,这种涂层可能会改变机场、医院等传统上充满细菌的公共场所的游戏规则。“我们从来没有一个好的方法来保持机场触摸屏等经常接触表面的清洁。消毒液可在一两分钟内杀死细菌,但它们会迅速消散,使表面容易再次被污染。我们也有基于铜和锌等金属的持久抗菌表面,但它们需要数小时才能杀死细菌。新涂层提供了两全其美的解决方案。”

总编辑圈点|超耐用涂层数分钟内杀死病毒和细菌,6个月后抗菌率仍达99.9%

即使透过一层厚厚的抗菌涂层,图像仍然保持清晰。图片来源:安尼什·图特佳/密歇根大学

这种透明涂层可刷涂或喷涂,具有耐用性和杀菌能力双重效果。它使用从茶树油和肉桂油中提取的抗菌分子。数百年来,这两种油都被用作安全有效的杀菌剂,可在两分钟内发挥作用。涂层的耐用性则来自聚氨酯,这是一种坚韧的、类似于清漆的密封剂,通常用于地板和家具等表面。

耐久性测试结果表明,该涂层可在其油开始蒸发并降低消毒能力之前持续杀死细菌至少6个月。用新油擦拭后,可重新提供新一轮保护。

新技术的关键挑战是将油和聚氨酯结合起来,让油分子发挥杀菌作用,同时防止它们快速蒸发。研究团队发现了一种交联解决方案,它通过加热在分子水平上将材料连接在一起。较小的油分子很容易与交联聚合物分子结合,形成稳定的基质。

但为了杀死细菌,油分子需要穿透细菌的细胞壁,如果它们被紧紧地束缚在基质中,就无法做到这一点。最终,研究人员在部分交联材料找到了一个中间地带,足以让一些油分子自由发挥作用,但让其他分子与聚氨酯紧密结合。

确定了基本配方后,研究人员着手寻找一种活性成分的组合,以杀死各种最困扰人类的细菌。最终,他们发现了有效、安全且廉价的抗菌分子的精确平衡。研究人员强调,配方并不是一成不变的,可针对特定应用调整配方或重新平衡抗菌剂以杀死特定细菌。

总编辑圈点:

搜索抗菌涂层,便可查到各种技术路线制作出的各类涂层。有的可以释放抗生素,有的能破坏病毒的刺突蛋白,有的强调的是涂覆技术,有的以天然仿生材料为创新点……抗菌涂层要做好,一要好黏附,二要杀菌效果好。杀菌效果,则是看能杀灭多少细菌,以及能持续多长时间。本文中的耐用涂层,半年后杀菌率仍能超过99%。其实,它并没有用到太出人意料的材料,关键在于将抗菌分子和聚氨酯巧妙结合,既能杀菌,还难蒸发,就产生出了强大效果。