Flydende metalbelægning skaber effektiv antiviral, antimikrobielt stof

Et internationalt team af forskere har brugt flydende gallium til at skabe en antiviral og antimikrobiel belægning og testet den på en række stoffer, herunder ansigtsmasker. Belægningen klæbede stærkere til stoffet end nogle konventionelle metalbelægninger, og udryddede 99% af flere almindelige patogener inden for fem minutter.

"Mikrober kan overleve på de stoffer, hospitaler bruger til sengetøj, tøj og ansigtsmasker i lang tid, "siger Michael Dickey, co-tilsvarende forfatter til et papir om værket og Camille &Henry Dreyfus professor i kemisk og biomolekylær teknik ved North Carolina State University. "Metalliske overfladebelægninger, såsom kobber eller sølv, er en effektiv måde at udrydde disse patogener på, men mange metalpartikelbelægningsteknologier har problemer såsom uensartethed, behandlingskompleksitet, eller dårlig vedhæftning. "

Dickey og kolleger fra NC State, Sungkyunkwan University (SKKU) i Korea og RMIT University i Australien satte sig for at udvikle et enkelt, omkostningseffektiv måde at deponere metalbelægninger på stof.

Først, forskerne placerede flydende gallium (Ga) i en ethanolopløsning og brugte lydbølger - en proces kendt som sonikering - til at skabe Ga -nanopartikler. Nanopartikelopløsningen blev derefter spraycoatet på stoffet, og Ga blev klæbet til fibrene, mens ethanolen fordampede.

Derefter dyppede forskerne det Ga-belagte stof i en kobbersulfatopløsning, skaber en spontan galvanisk erstatningsreaktion. Reaktionen aflejrer kobber på stoffet, skabe en belægning af flydende metal kobberlegering nanopartikler.

For at teste det belagte stoffes antimikrobielle egenskaber, forskergruppen udsatte stoffet for tre almindelige mikrober:Staphylococcus aureus, Escherichia coli, og Candida albicans. Disse mikrober vokser aggressivt på ikke-belagte stoffer. Kobberlegeret belagt stof udryddede over 99% af patogenerne inden for fem minutter, hvilket var betydeligt mere effektivt end kontrolprøver overtrukket med kun kobber.

Teamet samarbejdede med Elisa Crisci, assisterende professor i virologi ved NC State, og Frank Scholle, lektor i biologiske videnskaber ved NC State, for at vise, at belægningerne også virker mod vira. Belægningerne blev testet mod human influenza (H1N1) og coronavirus (HCoV 229E, som er i samme familie som SARS-CoV-2). Belægningerne udryddede vira efter fem minutter.

"Vores test viser, at disse flydende metal-kobberbelagte stoffer viser overlegen antimikrobiel ydeevne sammenlignet med andre kobberbelagte overflader og to kommercielle antimikrobielle ansigtsmasker, der er afhængige af henholdsvis kobber og sølv, "siger Vi Khanh Truong, Vice Chancellor's Postdoctoral Fellow på RMIT University, besøger Fulbright Scholar og medsvarende forfatter af forskningen.

"Dette er en bedre metode til fremstilling af metalbelægninger af tekstiler, især til antimikrobielle applikationer, både hvad angår vedhæftning og antimikrobiel ydeevne, "siger Ki Yoon Kwon, postdoktor på SKKU og første forfatter til værket.

"Det kan også fungere med andre metaller end kobber, såsom sølv, "siger Tae-il Kim, medkorresponderende forfatter af forskningen og professor ved SKKU. "Det er også en enkel metode, som burde være relativt ligetil at skalere op til masseproduktion. "

Forskningen vises i Avancerede materialer og er støttet af National Research Foundation of Korea. Besøg hos Fulbright Scholar Samuel Cheeseman fra RMIT University bidrog også til arbejdet.