氧化锌纳米柱看起来像钉子,当将其涂敷在经常接触的表面,会起到杀死细菌的作用
研究显示:蜻蜓和禅的翅膀由于其自然的结构可以抑制细菌生长。翅膀的表面有一层纳米柱,看起来像一床钉子一样。当细菌接触到表面时,细菌的细胞膜会立即被撕裂并被杀死。这激发了Bioengineering and Nanotechnology (IBN)研究所的研究人员发明了一种抗菌纳米涂层,用于消毒经常接触的表面,如门把手、桌子和升降梯按钮。这项技术在要求无菌的场所将被证明特别有用,例如医院、诊所等,因为在这些地方,杀菌对于控制感染的传播非常重要。这项最新研究发表在Small杂志上
根据英国疾病控制中心的数据,80%的普通感染是通过双手传播的。通常消毒接触表面会有效减少有害细菌的传播,但需要人工反复的消毒,因为细菌繁殖快速。目前的消毒剂还含有三氯生这种化学试剂,它并不安全有效,如果广泛使用,会造成细菌的抗药性,污染环境。
IBN执行主任Jackie Y. Ying说:“目前迫切需要一种更好的方法,在不引起细菌抗药性或对环境造成损害的情况下对表面进行消毒。这会有效减少传染病通过表面接触而传播。
为了解决这个问题,由张宇(IBN小组的领导)博士领导的研究小组发明了一种新的纳米涂层,可以在接触时自动杀死细菌。受到对蜻蜓和蝉的研究的启发,IBN的科学家培育出了氧化锌纳米微粒,这种化合物以其抗菌和无毒的特性而闻名。氧化锌纳米粒子可以杀死很多的细菌,如大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,它们通常是通过表面接触传播的。
由氧化锌纳米微粒制成的抗菌涂层破坏的大肠杆菌。
对陶瓷、玻璃、钛和锌表面的测试表明,该涂层有效地杀死了表面上发现的99.9%的细菌。由于细菌是用机械而不是化学方式杀死的,纳米涂层的使用不会造成环境污染。而且,当它们的细胞壁被纳米孔刺穿时,细菌将无法产生抗药性。
进一步的研究表明,与其他材料相比,纳米层涂覆在锌表面上的杀菌效果最好。这是因为氧化锌纳米粒子催化了超氧化物(或活性氧)的释放,这种氧化物可以杀死附近没有在接触面上的漂浮细菌。这种超级灭菌能力源自锌和纳米柱的结合,并且扩展它的应用范围。
之后,研究人员将已经涂覆了氧化锌纳米柱的一片锌放在含有大肠杆菌的水里进行实验,所有的细菌都被杀死了,这表明这种材料有可能用于净水。
张博士说:“我们设计的纳米涂层是用一种新颖的方式进行表面杀菌,这项研究表明我们的涂层可以杀死不同类型的表面细菌,甚至可以用来净水。我们还可以在锌表面加上涂层,这样它的双重作用机制,使我们能够达到超级灭菌的效果。我们希望利用这项技术在安全、廉价和有效的方式制造无菌表面,特别是在细菌聚集的地方。”
IBN最近获得了新加坡总理办公室的一笔拨款,根据其竞争性研究计划,在未来5年与Tan Tock Seng医院合作,进一步开发这种涂层技术。
原文来自phys,原文题目:Dragonfly-inspired nano coating kills bacteria upon contact,