In de meedogenloze strijd tegen virussen in de lucht hebben onderzoekers een nieuwe spuitcoating ontwikkeld om de antivirale werkzaamheid van persoonlijke beschermingsmiddelen, met name gezichtsmaskers, te verbeteren. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift ACS Applied Nano Materials .

Grafeenoxide (GO) bezit inherente antivirale eigenschappen vanwege de unieke chemische structuur, die ervoor kan zorgen dat virussen niet-besmettelijk worden, terwijl de replicatie en verspreiding van virussen wordt verhinderd.

Belangrijk is dat uit het laatste onderzoek is gebleken dat de integratie van de GO-spuitcoating geen negatief effect heeft op de structurele integriteit of luchtdoorlatendheid van het textiel, waardoor comfort en ademend vermogen voor de drager wordt gegarandeerd.

"De antivirale eigenschappen van GO in oplossingen zijn eerder bewezen", legt IMDEA Materials-onderzoeker Jimena de la Vega uit, een van de auteurs achter het onderzoek.

"Dit is echter de eerste keer dat een antivirale GO-oplossing rechtstreeks is geïntegreerd in een biologisch afbreekbare stof om een ​​effectiever en milieuvriendelijker materiaal voor gezichtsmaskers te creëren."

“De poriën van de stof die we voor deze maskers hebben gebruikt zijn bovendien kleiner dan de grootte van de virusdruppeltjes. Dat betekent dat ze voorkomen dat deze druppeltjes door de drager worden ingeademd, terwijl het ademend vermogen van het masker onaangetast blijft.”

Persoonlijke beschermingsmiddelen zijn een onmisbaar instrument geworden bij het tegengaan van de verspreiding van infectieziekten, vooral in de nasleep van de COVID-19-pandemie. Door de lucht verspreide virussen vormen een aanhoudende bedreiging voor de volksgezondheid, met het potentieel om toekomstige uitbraken te bespoedigen.

Traditionele gezichtsmaskers zijn voornamelijk afhankelijk van filtratiemechanismen om deeltjes in de lucht te onderscheppen. Hun werkzaamheid kan echter aanzienlijk worden versterkt door antivirale coatings te integreren, waardoor de virale replicatie en overdracht wordt geremd.

De integratie van GO-deeltjes in de maskerstof verhoogt ook de watercontacthoek van het textiel, waardoor mogelijk de infiltratie van druppels beladen met infectieuze agentia wordt verhinderd.

Het onderzoeksteam achter de studie bestaat uit Dr. Antonio Vázquez-López en profs. Silvia Prolongo en Ignacio Collado van de Rey Juan Carlos Universiteit (URJC), profs. Pedro Prádanos en Francisco Javier Carmona (Universiteit van Valladolid [UVa]), en Jimena de la Vega en Prof. Dr. De-Yi Wang van IMDEA Materials.

Dr. Vázquez-López, zelf voormalig IMDEA Materials-onderzoeker, zei dat hij inspiratie voor de doorbraak had gevonden in de gangbare praktijk van het gebruik van houtas als pesticide om gewassen te beschermen.

"Hoewel de effectiviteit van deze praktijk gedeeltelijk een mythe is, werd ik vanuit dit uitgangspunt op het idee gebracht om koolstofhoudende materialen te gebruiken vanwege hun antibacteriële en antivirale eigenschappen", legde hij uit. "In het ideale geval zouden deze materialen overvloedig en niet-giftig moeten zijn."

"GO was een van de vele additieven met deze eigenschappen die tijdens dit onderzoek werden uitgeprobeerd en was een van de gemakkelijkste om mee te werken. GO-dispersie kan echter behoorlijk moeilijk zijn. Gelukkig konden we samenwerken met het Spaanse bedrijf Antolin, dat ervaring heeft bij het leveren van GO in watersuspensie, wat het proces aanzienlijk vereenvoudigde."

"Er bestaat bestaand onderzoek naar het gebruik van grafeen- of koolstofnanobuisjes voor antivirale coatings, maar voor zover ik weet heeft niets te maken met het gebruik van GO, en zeker niet in combinatie met een recyclebaar, op PLA gebaseerd weefsel."

Het gebruik van een ecologisch duurzaam materiaal zoals PLA onderstreept de toewijding om niet alleen de volksgezondheidsproblemen bij de productie van gezichtsmaskers aan te pakken, maar ook de uitdagingen op het gebied van ecologische duurzaamheid.

Ondertussen heeft Dr. Vázquez-López ook vertrouwen in de potentiële schaalbaarheid van het fabricageproces van het verbeterde antivirale masker.

"Een van mijn doelstellingen met dit onderzoek was om het proces zoveel mogelijk te kunnen automatiseren om de productie ervan te stroomlijnen", zei hij. "Een watergedragen GO-oplossing is gemakkelijk om mee te werken en kan op industrieel niveau eenvoudig op het materiaal worden toegepast."

Meer informatie: Antonio Vázquez-López et al, op grafeenoxide/polymelkzuur gebaseerd gezichtsmasker ter bestrijding van H3N2:een strategie tegen griep, ACS toegepaste nanomaterialen (2024). DOI:10.1021/acsanm.4c00183

Geleverd door IMDEA-materiaal