Подумайте, скільки поверхонь ви торкаєтеся щодня: від кухонного столу до поручнів у транспорті, робочого столу та екрана телефону.

На цих поверхнях можуть легко поширюватися різні віруси та інші мікроби.

Зазвичай інфекція відбувається через дотик до забрудненої поверхні, а потім до очей, носа або рота.

Звісно, можна очищати поверхні хімічними засобами, але вони можуть зношуватися, шкодити навколишньому середовищу або сприяти розвитку антимікробної резистентності.

У нашому новому дослідженні, опублікованому в Advanced Science, ми створили тонку пластикову поверхню з мікроскопічними елементами, які імітують текстуру крил комах і можуть фізично розривати віруси, зокрема вірус парагрипу типу 3.

Цей новий матеріал пропонує дешевий і масштабований спосіб зробити поверхні, такі як телефони та медичне обладнання, менш схильними до поширення хвороб.

Сучасні методи боротьби з поширенням вірусів зазвичай включають очищення для видалення бруду та дезінфекцію для усунення прихованих забруднень.

Дезінфектант повинен залишатися вологим протягом певного часу, щоб вбити мікроби, що може бути складно в реальних умовах.

Поверхні також можуть швидко повторно забруднюватися, коли їх торкаються інші люди. А дезінфекція часто передбачає використання агресивних хімікатів, які можуть пошкоджувати обладнання та навколишнє середовище.

Вчені раніше розробляли антивірусні модифікації поверхонь, які часто включають матеріали, такі як графен або танін, у засоби індивідуального захисту.

Ці покриття ефективні, але можуть становити ризик для здоров'я людини та бути небезпечними для навколишнього середовища через хімічне витікання.

Наш шлях до створення поверхні, що розриває віруси, почався більше десяти років тому.

Спочатку ми намагалися створити поверхню настільки гладкою, щоб мікроби просто з неї злизувалися. Але виявилося, що бактерії легко прилипають до гладких поверхонь.

Природа пропонує приклади поверхонь, вільних від бактерій, такі як водовідштовхувальні крила цикад і стрекоз. Ці крила не просто відштовхують бактерії, а й вбивають їх.

Фізичні наноструктури на поверхні фактично змушують мембрани бактеріальних клітин розтягуватися і розриватися.

Наше попереднє дослідження показало, що покриті нанострижнями кремнієві поверхні ефективно знищують віруси при контакті. Але їх жорстка природа обмежує використання на складних об'єктах.

У цьому новому дослідженні ми вирішили цю проблему, створивши матеріал, що розриває віруси, який є легким, економічним і гнучким.

Цей матеріал - тонка акрилова плівка, покрита тисячами надтонких стовпчиків. Нанотекстуровані матеріали гладкі на дотик, але ці наностовпчики захоплюють і розтягують зовнішню оболонку вірусу, поки вона не розірветься.

Лабораторні випробування з вірусом hPIV 3, який викликає бронхіоліт і пневмонію, показали, що до 94% частинок вірусу були розірвані або серйозно пошкоджені протягом години контакту з цим матеріалом.

Ми виявили, що відстань між наностовпчиками має значення більше, ніж їх висота, з найкращими результатами при щільно упакованих стовпчиках, розташованих приблизно на 60 нанометрів один від одного.

Форма, яку ми використовували для створення цього матеріалу, може бути легко масштабована для широкого промислового використання, від упаковки продуктів до систем громадського транспорту, медичного обладнання та офісних столів.

Наноструктуровані поверхні створені для довговічності, але вони піддаються тим самим фізичним, хімічним і екологічним стресам, що й інші матеріали, і з часом будуть деградувати.

Багато ще потрібно дізнатися в пошуках безмікробних поверхонь. Але ці нанотекстуровані поверхні мають величезний потенціал у боротьбі з вірусами та пропонують альтернативу традиційним методам на основі хімії.