Een oud metaal dat vanwege zijn microbiële eigenschappen wordt gebruikt, vormt de basis voor een op materialen gebaseerde oplossing voor desinfectie. Een team van wetenschappers van Ames National Laboratory, Iowa State University en University in Buffalo heeft een antimicrobiële spray ontwikkeld die een laag koperen nanodraden afzet op high-touch oppervlakken in openbare ruimtes. De spray bevat koperen nanodraden (CuNW's) of koper-zink nanodraden (CuZnNW's) en kan een antimicrobiële coating vormen op verschillende oppervlakken. Dit onderzoek is geïnitieerd door de COVID-19-pandemie, maar de bevindingen hebben bredere toepassingen.

Sinds 2400 v. Chr. profiteren mensen van de antimicrobiële eigenschappen van koper. om infecties en ziekten te behandelen en te voorkomen. Het is bewezen effectief voor het inactiveren van virussen, bacteriën, schimmels en gisten wanneer ze direct in contact komen met het metaal. Volgens Jun Cui, een wetenschapper bij Ames Lab en een van de leidende onderzoekers van het project, "kan koperion het membraan van een virus binnendringen en zichzelf vervolgens in de RNA-keten invoegen, en het virus volledig uitschakelen om zichzelf te dupliceren."

Temidden van de pandemie:"De DOE vroeg onderzoekers, wat kunt u doen om deze COVID-situatie te verminderen?" zei Cui. Ames Lab staat bekend om zijn werk in de materiaalwetenschap, niet een veld dat vaak kruist met ziekteonderzoek. Het team van Cui kwam echter op het idee om de antimicrobiële eigenschappen van koper toe te passen om de verspreiding van COVID te helpen verminderen.

Cui legde uit dat hun idee voortkwam uit een apart project waaraan ze werkten, namelijk een koperen inkt die is ontworpen voor het printen van koperen nanodraden die worden gebruikt in flexibele elektronische apparaten. "Dus de gedachte is, dit is inkt, en ik kan het verdunnen met water of zelfs ethanol, en het dan gewoon spuiten. Wat het oppervlak ook is, ik spuit het één keer en bedek het met een heel lichte laag koperen nanodraad," hij zei.

Eerst moet het oppervlak worden gereinigd en gedesinfecteerd, waarna de geherformuleerde koperinktoplossing kan worden aangebracht. De ideale coating moet dun genoeg zijn om transparant te zijn. De inkt kan worden verdund met water of alcohol om het spuitbaar te maken, en het werkt op plastic, glas en roestvrijstalen oppervlakken.

Het team testte twee soorten koperinkt, CuNW en CuZnNW. Vergeleken met een gewone koperen schijf waren beide inkten net zo effectief in het uitschakelen van het virus. Het duurde echter 40 minuten voordat de koperen schijf het virus uitschakelde, terwijl de koperinkten slechts 20 minuten nodig hadden. De nanodraden werkten sneller vanwege hun grotere oppervlakte.

In een vergelijking tussen de twee inktcoatings inactiveerde de CuNW het virus sneller dan CuZnNW gedurende de eerste 10 minuten. CuZnNW had echter een meer gestage en duurzame afgifte van koperionen in vergelijking met CuNW, waardoor de coating langer effectief blijft. Uiteindelijk concludeerde het team dat de CuZnNW de beste optie was voor een spuitbare koperen nanodraadcoating voor antimicrobiële doeleinden.

Cui zei dat dit werk belangrijk was, niet alleen vanwege de pandemie, maar omdat deze nanodraden kunnen beschermen tegen veel verschillende microben, "is er een kans dat we een blijvende impact kunnen hebben op de menselijke samenleving."

Dit onderzoek wordt verder besproken in het artikel "Sprayable koper en koper-zink nanodraden inkten voor antivirale oppervlaktecoating," door C. Pan, K.S. Phadke, Z. Li, G. Ouyang, T.-h. Kim, L. Zhou, J. Slaughter, B. Bellaire, S. Ren en J. Cui en gepubliceerd in RSC Advances . + Verder verkennen

Draagbare antimicrobiële koperen nanomesh kleeft aan de menselijke huid en doodt microben vrijwel onmiddellijk