Древний металл, используемый благодаря своим антимикробным свойствам, является основой для дезинфекционного решения на основе материалов. Группа ученых из Национальной лаборатории Эймса, Университета штата Айова и Университета Буффало разработала антимикробный спрей, который наносит слой медных нанопроволок на высокочувствительные поверхности в общественных местах. Спрей содержит медные нанопроволоки (CuNWs) или медно-цинковые нанопроволоки (CuZnNWs) и может образовывать антимикробное покрытие на различных поверхностях. Это исследование было инициировано пандемией COVID-19, но его результаты имеют более широкое применение. Работа опубликована в Achievements of the JCB.
Люди используют антимикробные свойства меди с 2400 года до нашей эры для лечения и профилактики инфекций и заболеваний. Было доказано, что она эффективно инактивирует вирусы, бактерии, грибки и дрожжи, когда они находятся в непосредственном контакте с металлом. По словам Джуна Куи, ученого из лаборатории Эймса и одного из ведущих исследователей проекта, “ион меди может проникать через мембрану вируса, а затем встраиваться в цепь РНК и полностью лишать вирус возможности дублирования”.
Лаборатория Эймса известна своей работой в области материаловедения, а это не та область, которая часто пересекается с исследованиями болезней. Однако команде Цуй пришла в голову идея применить антимикробные свойства меди, чтобы помочь уменьшить распространение COVID.
Цуй объяснил, что их идея пришла из отдельного проекта, над которым они работали, а именно: медные чернила, предназначенные для печати медных нанопроводов, используемых в гибких электронных устройствах.
“Итак, я думаю, что это чернила, и я могу разбавить их водой или даже этанолом, а затем просто распылить. Какой бы ни была поверхность, я распыляю ее один раз и покрываю очень легким слоем медных нанопроводов”, — делится он.
Сначала поверхность должна быть очищена и продезинфицирована, а затем на нее можно наносить раствор медных чернил. Идеальное покрытие должно быть достаточно тонким, чтобы быть прозрачным. Чернила можно разбавлять водой или спиртом, чтобы сделать их пригодными для распыления, и они работают на поверхностях из пластика, стекла и нержавеющей стали.
Команда протестировала два типа медных чернил – CuNW и CuZnNW. По сравнению с обычным медным диском, оба вида чернил были одинаково эффективны в уничтожении вируса. Однако медному диску потребовалось 40 минут, чтобы обезвредить вирус, в то время как медным чернилам понадобилось всего 20 минут. Нанопровода работали быстрее из-за большей площади их поверхности.
При сравнении двух чернильных покрытий CuNW инактивировала вирус быстрее, чем CuZnNW, в течение первых 10 минут. Однако CuZnNW имела более стабильное и устойчивое высвобождение ионов меди по сравнению с CuNW, что делало покрытие эффективным в течение более длительного периода времени. В конечном итоге команда пришла к выводу, что CuZnNW является лучшим вариантом для нанесения покрытия из медных нанопроволок в антимикробных целях.
Куи сказал, что эта работа важна не только из-за пандемии, но и потому, что эти нанопровода могут защитить от множества различных микробов, “есть шанс, что мы сможем оказать долгосрочное влияние на человеческое общество”, отметил ученый.
