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慧正資訊：在我們與細菌的百年之戰中，可能很快就會有一種新的武器，第一種耐用的涂層，可以快速殺死細菌和病毒，并持續殺死它們幾個月。
它由密歇根大學的工程師和免疫學家團隊開發，證明對SARS-CoV-2（導致 COVID-19 的病毒）、大腸桿菌、MRSA和多種其他病原體具有致命性。即使在鍵盤、手機屏幕和涂有雞肉的砧板等現實世界表面經過數月的反復清潔、磨損和其他懲罰后，它仍能殺死99.9%的微生物。
充滿細菌的公共空間的游戲規則改變者
密歇根大學材料科學與工程教授，同時也是發表在Matter上的論文的共同通訊作者Anish Tuteja表示，這種涂層可能會改變機場和醫院等傳統上充滿細菌的公共場所的游戲規則。
“我們從未有過一種好方法來保持機場觸摸屏等經常接觸的表面清潔。消毒清潔劑可以在一兩分鐘內殺死細菌，但它們會迅速消散并使表面容易再次感染。我們確實擁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。這種涂層提供了兩全其美的效果，”Tuteja說。
這種透明的涂層可以刷涂或噴涂，通過以新的方式結合久經考驗的成分，獲得了耐用性和殺菌能力。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。
“我們測試的抗菌劑被FDA歸類為“普遍認為是安全的”，有些甚至被批準為食品添加劑。聚氨酯是一種安全且非常常用的涂料。但我們確實進行了毒性測試以確定，我們發現我們的成分組合比當今的許多抗菌劑更安全，”Tuteja補充道。
可充電涂層
該研究的耐久性測試結果表明，該涂層可以在其油開始蒸發并降低其消毒能力之前，持續殺死細菌六個月或更長時間。但即便如此，Tuteja說它可以通過用新鮮油擦拭來充電。新油被表面重新吸收，重新開始循環。
Tuteja估計該技術可以在一年內投入商業使用；它已被授權給Hygratek。關鍵的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。
研究小組在交聯中找到了一種可能的解決方案，這是一種眾所周知的過程，它使用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。
但是為了殺死細菌，油分子需要穿透它們的細胞壁，如果它們被緊緊地束縛在基質中，它們就無法做到這一點。最終，他們通過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。
“進行了一些試驗和錯誤，但我們最終發現僅交聯一些油就可以滿足我們的需要。游離油傾向于與交聯到基體中的油保持一致，從而幫助涂層持續更長時間，”Tuteja評論道。
有效和安全的活性成分
一旦確定了基本配方，研究人員就著手尋找一種活性成分的組合，可以殺死各種最困擾人類的細菌。為了確定具有代表性的微生物樣本，他們與共同通訊作者Christiane E. Wobus 和J. Scott VanEpps 合作。最終，他們發現了有效、安全和成本低的抗菌分子的精確平衡。
Tuteja強調他們并沒有被鎖定在一個特定的公式中。該團隊對個別成分特性的了解使他們能夠調整配方以適應特定應用，或重新平衡抗菌劑以殺死特定細菌。
“我們的目標絕不只是開發一次性涂層，而是開發一個可供借鑒的基礎材料屬性庫。如果我們能夠了解這些特性，那么我們就可以開發出滿足特定應用需求的涂料，”Tuteja進一步補充道。
該研究由美國海軍研究辦公室資助，密歇根大學、Marie Sk？odowska-Curie Actions、美國國立衛生研究院和國防部提供額外支持，原材料由科思創提供。
密歇根大學已經申請了一項基于這項技術的專利。Tuteja和密歇根大學在Hygratek擁有經濟利益。
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