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科技日報記者?張夢然
在人類與 細菌長達數(shù)百年的斗爭中，可能很快會出現(xiàn)一種新武器：第一種可快速殺死細菌和病毒并持續(xù)數(shù)月的耐用涂層。美國密歇根大學工程師和免疫學家團隊在《物質(zhì)》雜 志發(fā)表的研究證明，新涂層對新冠病毒、大腸桿菌、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌和多種其他病原體都具有致命性。即使在鍵盤、手機屏幕和涂有雞肉的砧板等表面， 經(jīng)過數(shù)月的反復清潔和磨損后，它仍能殺死99.9%的微生物。
有涂層和無涂層的電腦鍵盤、手機和帶有生雞肉的砧板上的細菌載量。圖片來源：安尼什·圖特佳/密歇根大學
論文共同通訊作者、密歇根大學材料科學與工程教授安尼什·圖特佳表示，這種涂層可能會改變機場、醫(yī)院等傳統(tǒng)上充滿細菌的公共場所的游戲規(guī)則。“我們從來沒 有一個好的方法來保持機場觸摸屏等經(jīng)常接觸表面的清潔。消毒液可在一兩分鐘內(nèi)殺死細菌，但它們會迅速消散，使表面容易再次被污染。我們也有基于銅和鋅等金 屬的持久抗菌表面，但它們需要數(shù)小時才能殺死細菌。新涂層提供了兩全其美的解決方案?！?/p>
即使透過一層厚厚的抗菌涂層，圖像仍然保持清晰。圖片來源：安尼什·圖特佳/密歇根大學
這種透明涂層可刷涂或噴涂，具有耐用性和殺菌能力雙重效果。它使用從茶樹油和肉桂油中提取的抗菌分子。數(shù)百年來，這兩種油都被用作安全有效的殺菌劑，可在 兩分鐘內(nèi)發(fā)揮作用。涂層的耐用性則來自聚氨酯，這是一種堅韌的、類似于清漆的密封劑，通常用于地板和家具等表面。
耐久性測試結(jié)果表明，該涂層可在其油開始蒸發(fā)并降低消毒能力之前持續(xù)殺死細菌至少6個月。用新油擦拭后，可重新提供新一輪保護。
新技術(shù)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是將油和聚氨酯結(jié)合起來，讓油分子發(fā)揮殺菌作用，同時防止它們快速蒸發(fā)。研究團隊發(fā)現(xiàn)了一種交聯(lián)解決方案，它通過加熱在分子水平上將材料連接在一起。較小的油分子很容易與交聯(lián)聚合物分子結(jié)合，形成穩(wěn)定的基質(zhì)。
但為了殺死細菌，油分子需要穿透細菌的細胞壁，如果它們被緊緊地束縛在基質(zhì)中，就無法做到這一點。最終，研究人員在部分交聯(lián)材料找到了一個中間地帶，足以讓一些油分子自由發(fā)揮作用，但讓其他分子與聚氨酯緊密結(jié)合。
確定了基本配方后，研究人員著手尋找一種活性成分的組合，以殺死各種最困擾人類的細菌。最終，他們發(fā)現(xiàn)了有效、安全且廉價的抗菌分子的精確平衡。研究人員強調(diào)，配方并不是一成不變的，可針對特定應用調(diào)整配方或重新平衡抗菌劑以殺死特定細菌。