Formændrende element har nøglen til antibakteriel belægning

Et forskerhold fra University of Canterbury er endnu et skridt tættere på at udvikle bakteriesikre overfladebelægninger til miljøer som hospitaler, efter en uventet udvikling i laboratoriet.

Når den er kommercielt tilgængelig, en antimikrobiel belægning påført på overflader med høj trafik, såsom dørhåndtag, vil hjælpe med at minimere infektioner, der spredes inden for hospitaler.

Forskningsleder UC Professor Susan Krumdieck havde arbejdet med titaniumoxid (TiO ₂ ), en velkendt keramisk forbindelse, i over et årti, da elementet pludselig ændrede form.

"TiO ₂ er berømt lys hvid eller gennemsigtig, men en dag kom belægningen helt sort, " hun siger.

"Vi lagde det til side, fordi vi virkelig ikke vidste, hvad der var sket. Men så testede nogle bachelorprojektstuderende det for den selvrensende ydelse, og det var så fotokatalytisk aktivt uden UV -stråling, at vi vidste, at vi havde opdaget noget nyt. "

TiO ₂ bruges i solcremer, fordi den har evnen til at absorbere stråling. Denne handling skaber energi, som udtrykkes som iltioner og iltioner er dødelige for bakterier. TiO ₂ er derfor ideel til brug på overflader som dørhåndtag i miljøer, hvor sterilitet prioriteres, såsom hospitaler.

Professor Krumdieck var banebrydende inden for den innovative belægningsteknologi under sin ph.d. ved University of Colorado i Boulder, Forenede Stater, og fortsatte sin forskning i New Zealand ved UC, vinder et Marsden Fund-tilskud til at udforske vakuumbehandling med pulstryk, som ikke havde været brugt før i forskning eller i industrien. Dette blev efterfulgt af et konkurrencedygtigt finansieringsstipend med kollega professor Mark Jermy for at samarbejde med et topuniversitet i Taiwan.

Imidlertid, Professor Krumdieck og hendes team på 14 tværfaglige UC -forskere havde stadig to udfordringer at overvinde - hvordan man løser en TiO ₂ belægning på noget som et dørhåndtag, og hvordan man aktiverer det uden UV -stråling. Den nye sorte TiO ₂ holdt nøglen til begge.

Forskningssamarbejder Tim Kimmett hos Callaghan Innovation var med til at løse gåden.

"Vi tilbragte en sjov videnskabsdag med at lege med scanningselektronmikroskopet og røntgendiffraktometeret og virkelig undrede os over, hvor anderledes dette materiale var. Vi vidste, at vi havde fået et nyt materiale på grund af de mærkelige nanostrukturer, vi så, og selvfølgelig den slående sorte farve, "Professor Krumdieck siger.

Et par måneder senere blev professor Krumdieck tildelt et gæsteforskningsstipendium ved Université Grenoble Alpes i Frankrig og tog et par af de sorte belægningsprøver med sig. Forskere ved SiMAP Institute var fascinerede over, at materialet kunne være det samme som hvidt TiO ₂ ifølge analyse, men i stedet for de typiske glatte pyramidekrystaller af TiO ₂ , det franske hold, ledet af professor Raphaël Boichot, fandt ud af, at krystallerne var nanostrukturerede på måder, der tidligere kun var mulige ved hydrotermisk vækst af individuelle nanopartikler.

"Professor Boichot foreslog, at materialet kunne have synlig lys antimikrobiel aktivitet. Da jeg kom tilbage til UC, Jeg var heldig at støde på professor Jack Heinemann, der er ekspert i mikrobiologi, og han arbejdede sammen med sine elever for at oprette et testsystem, "Siger professor.

"Helt sikkert, bakterierne havde ikke en chance - selv efter kort tid i synligt lys. "

Uden behov for stråling for at aktivere den nye form for TiO ₂ og en ændret nanostruktur, der gør det muligt at fiksere forbindelsen i belægninger, betingelserne er rigtige for det tværfaglige team til at gå videre med at udvikle kommercielle applikationer.

UC -forskerne har med succes deponeret den sorte belægning på et dørhåndtag, og arbejder nu med flere virksomheder for at fuldføre den tekniske udviklingsvidenskab, der er nødvendig for at designe og opskalere til avanceret fremstilling. Interesserede internationale virksomheder ser fremskridt og håber på den sorte TiO ₂ vil snart afværge bakterier på hospitalssengeskinner og dørhåndtag rundt om i verden.