科技日報記者?張夢然
在人類與細菌長達數百年的斗爭中，可能很快會出現一種新武器：第一種可快速殺死細菌和病毒并持續數月的耐用涂層。美國密歇根大學工程師和免疫學家團隊在《物質》雜志發表的研究證明，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，經過數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
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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、醫院等傳統上充滿細菌的公共場所的游戲規則。“我們從來沒有一個好的方法來保持機場觸摸屏等經常接觸表面的清潔。消毒液可在一兩分鐘內殺死細菌，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，但它們需要數小時才能殺死細菌。新涂層提供了兩全其美的解決方案。”
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，可在兩分鐘內發揮作用。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。
耐久性測試結果表明，該涂層可在其油開始蒸發并降低消毒能力之前持續殺死細菌至少6個月。用新油擦拭后，可重新提供新一輪保護。
新技術的關鍵挑戰是將油和聚氨酯結合起來，讓油分子發揮殺菌作用，同時防止它們快速蒸發。研究團隊發現了一種交聯解決方案，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聚合物分子結合，形成穩定的基質。
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中，就無法做到這一點。最終，研究人員在部分交聯材料找到了一個中間地帶，足以讓一些油分子自由發揮作用，但讓其他分子與聚氨酯緊密結合。
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，他們發現了有效、安全且廉價的抗菌分子的精確平衡。研究人員強調，配方并不是一成不變的，可針對特定應用調整配方或重新平衡抗菌劑以殺死特定細菌。
總編輯圈點：
搜索抗菌涂層，便可查到各種技術路線制作出的各類涂層。有的可以釋放抗生素，有的能破壞病毒的刺突蛋白，有的強調的是涂覆技術，有的以天然仿生材料為創新點……抗菌涂層要做好，一要好黏附，二要殺菌效果好。殺菌效果，則是看能殺滅多少細菌，以及能持續多長時間。本文中的耐用涂層，半年后殺菌率仍能超過99%。其實，它并沒有用到太出人意料的材料，關鍵在于將抗菌分子和聚氨酯巧妙結合，既能殺菌，還難蒸發，就產生出了強大效果。
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