澳大利亞研制殺毒能力更強(qiáng)的銅材料
據(jù)Mining.com網(wǎng)站報(bào)道,澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)和聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)的研究人員開發(fā)了一種銅表面材料,與普通銅相比,其滅菌速度快100多倍而且更加有效,這可能有助于消除耐抗生素超級(jí)細(xì)菌日益嚴(yán)重的威脅。
“普通銅表面材料能夠在4個(gè)小時(shí)內(nèi)殺死97%的金葡萄球菌”,參與這項(xiàng)研究的一位名為馬前的科學(xué)家表示,“難以置信的是,當(dāng)我們把金葡萄球菌置于我們特制的銅表面材料中,不到兩分鐘超過99.99%的細(xì)菌都被殺死了”。
據(jù)馬前說,這個(gè)快120倍的效果還是在未借助任何藥物的情況下。
“我們的銅結(jié)構(gòu)材料已經(jīng)證明,對(duì)于這種普通材料來說,它是非常有效的”,他說。
馬前和同事認(rèn)為,這種新材料若能得到進(jìn)一步開發(fā),其應(yīng)用將非常廣泛,包括學(xué)校、醫(yī)院、家庭和公共交通工具中的抗菌門把手和其他觸摸表面,以及抗菌呼吸器或通風(fēng)系統(tǒng)中的過濾器,甚至可用于口罩。
該團(tuán)隊(duì)還在探索這種增強(qiáng)型銅材料,包括3D打印樣品抗SARS-CoV-2病毒的有效性。
在發(fā)表于《生物材料》(Biomaterials)期刊的論文中,該團(tuán)隊(duì)解釋稱,他們采用了一種特殊的銅模鑄造工藝來生產(chǎn)一種合金,將銅和錳原子按特定形狀進(jìn)行排列。然后,采用一種名為“去合金化”(dealloying)的廉價(jià)且可擴(kuò)展的化學(xué)工藝將錳原子從合金中移除,僅留下表面有納米級(jí)空腔的純銅微粒。
“我們的銅材料由梳狀微尺度腔組成,每一個(gè)梳狀結(jié)構(gòu)的齒中有更小尺度的納米級(jí)空腔組成,因此,其活性表面積巨大”,首席研究員杰克遜·雷·史密斯(Jackson Leigh Smith)透露。
史密斯指出,這個(gè)結(jié)構(gòu)也使得其表面超級(jí)親水,因此水在其表面形成薄膜而不是水滴。
“親水效應(yīng)意味著細(xì)菌細(xì)胞在收到表面納米結(jié)構(gòu)拉伸時(shí)難以維持形狀,而多孔結(jié)構(gòu)使得銅離子釋放的更快”,這位研究者稱。
史密斯解釋說,這些效應(yīng)疊加不僅使得細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)退化,更容易受到破壞性銅離子的傷害,而且銅離子更容易進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞。
“這些綜合效應(yīng)大大加快了細(xì)菌的清除速度”,他說。
全世界的研究者都在尋找一種新的有助于減少耐抗生素超級(jí)細(xì)菌風(fēng)險(xiǎn)的醫(yī)藥材料和設(shè)備。這種新的銅表面材料的研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,其原因是耐藥感染在上升,而新的抗菌藥有限,因此開發(fā)抗菌材料在解決這個(gè)問題中將發(fā)揮重要作用。