Een internationaal team van onderzoekers heeft vloeibaar gallium gebruikt om een ​​antivirale en antimicrobiële coating te maken en deze getest op een reeks stoffen, inclusief gezichtsmaskers. De coating hechtte sterker aan stof dan sommige conventionele metaalcoatings, en vernietigde 99% van verschillende veelvoorkomende pathogenen binnen vijf minuten.

"Microben kunnen overleven op de stoffen die ziekenhuizen gebruiken voor beddengoed, kleding en gezichtsmaskers voor een lange tijd, " zegt Michael Dickey, co-corresponderende auteur van een paper over het werk en Camille &Henry Dreyfus Professor of Chemical and Biomolecular Engineering aan de North Carolina State University. "Metalen oppervlaktecoatings zoals koper of zilver zijn een effectieve manier om deze ziekteverwekkers uit te roeien, maar veel metaaldeeltjescoatingtechnologieën hebben problemen zoals niet-uniformiteit, verwerking complexiteit, of slechte hechting."

Dickey en collega's van NC State, Sungkyunkwan University (SKKU) in Korea en RMIT University in Australië wilden een eenvoudig, kosteneffectieve manier om metalen coatings op stof aan te brengen.

Eerst, de onderzoekers plaatsten vloeibaar gallium (Ga) in een ethanoloplossing en gebruikten geluidsgolven - een proces dat bekend staat als sonicatie - om Ga-nanodeeltjes te maken. De oplossing van nanodeeltjes werd vervolgens gesproeicoat op het weefsel en het Ga hechtte aan de vezels terwijl de ethanol verdampte.

Toen doopten de onderzoekers de met Ga-coated stof in een kopersulfaatoplossing, het creëren van een spontane galvanische vervangingsreactie. De reactie zet koper af op de stof, het creëren van een coating van nanodeeltjes van vloeibare metalen koperlegeringen.

Om de antimicrobiële eigenschappen van de gecoate stof te testen, het onderzoeksteam stelde de stof bloot aan drie veel voorkomende microben:Staphylococcus aureus, Escherichia coli, en Candida albicans. Deze microben groeien agressief op niet-gecoate stoffen. De met koperlegering gecoate stof vernietigde meer dan 99% van de ziekteverwekkers binnen vijf minuten, wat significant effectiever was dan controlemonsters die alleen met koper waren gecoat.

Het team werkte samen met Elisa Crisci, assistent-professor virologie bij NC State, en Frank Scholle, universitair hoofddocent biologische wetenschappen bij NC State, om aan te tonen dat de coatings ook tegen virussen werken. De coatings zijn getest tegen humane influenza (H1N1) en coronavirus (HCoV 229E, die tot dezelfde familie behoort als SARS-CoV-2). De coatings hebben de virussen na vijf minuten uitgeroeid.

"Onze tests geven aan dat deze met vloeibaar metaal-koper gecoate stoffen superieure antimicrobiële prestaties vertonen in vergelijking met andere met koper gecoate oppervlakken en twee commerciële antimicrobiële gezichtsmaskers die respectievelijk afhankelijk zijn van koper en zilver, " zegt Vi Khanh Truong, Postdoctoraal onderzoeker van de vice-kanselier aan de RMIT University, een bezoek aan Fulbright Scholar en co-corresponderende auteur van het onderzoek.

"Dit is een betere methode om metalen coatings van stoffen te maken, vooral voor antimicrobiële toepassingen, zowel wat betreft hechting als antimicrobiële werking, " zegt Ki Yoon Kwon, postdoctoraal medewerker bij SKKU en eerste auteur van het werk.

"Het zou ook kunnen werken met andere metalen dan koper, zoals zilver, " zegt Tae-il Kim, co-corresponderende auteur van het onderzoek en professor aan SKKU. "Het is ook een eenvoudige methode, die relatief eenvoudig op te schalen zou moeten zijn voor massaproductie."

Het onderzoek verschijnt in Geavanceerde materialen en wordt ondersteund door de National Research Foundation of Korea. Een bezoek aan Fulbright Scholar Samuel Cheeseman van RMIT University droeg ook bij aan het werk.