科學家設計製造了一種具有抗病毒特性但不使用任何化學物質的表面
來自澳洲皇家墨爾本理工大學(RMIT University)的研究小組設計並製造了一種利用機械手段來減輕病毒傳染性的表面。這種人造表面由矽製成,由一系列微小的尖刺組成,當病毒與之接觸時,尖刺會破壞病毒的結構。
URV(西班牙維爾吉利大學塔拉戈納公立大學)和皇家墨爾本理工大學開發的創新矽釘能有效中和96% 的病毒,有望使實驗室和醫療機構更加安全。圖為奈米結構表面上的病毒。圖片來源:ACS Nano
研究揭示了這些程序的工作原理,其有效率高達96%。在存在潛在危險生物材料的環境中使用這種技術,將使實驗室更容易控制,對在實驗室工作的專業人員也更安全。
刺殺病毒- 這個看似並不複雜的概念需要大量的專業技術知識,但它有一個最大的優點:無需使用化學藥品,就能發揮巨大的殺毒潛能。
製作殺病毒表面的過程從一塊光滑的金屬板開始,研究人員用離子轟擊金屬板,讓表面上佈滿了2 納米粗細的針頭,一根頭髮的範圍內就有3 萬根,高290 厘米。
URV物理和無機化學系研究員弗拉基米爾-鮑林(Vladimir Baulin)解釋說:”在這種情況下,我們使用矽,因為它在技術上沒有其他金屬那麼複雜。”
這種方法對鮑林來說並不陌生,在過去的十年中,他一直在研究控制病原微生物的機械方法,靈感來自於大自然的世界:”他解釋說:”蜻蜓或蟬等昆蟲的翅膀具有奈米結構,可以刺穿細菌和真菌。”
然而,在這種情況下,病毒比細菌小一個數量級,因此針頭必須相應地更小,才能對它們產生任何影響。本研究的對象hPIV-3 就是一個例子,它會導致支氣管炎、氣管炎或肺炎等呼吸道感染。所謂的副流感病毒導致的急性呼吸道感染佔所有急性呼吸道感染的三分之一,並與兒童的下呼吸道感染有關。
鮑林說:”除了在流行病學上是一種重要的病毒外,它還是一種可以安全處理的模式病毒,因為它不會對成年人造成潛在的致命疾病。”
研究小組從理論和實踐兩方面分析了病毒與奈米結構表面接觸後失去傳染能力的過程。URV的研究人員Vladimir Baulin和Vassil Tzanov使用有限元素法–一種分割病毒表面並獨立處理每個片段的計算方法來模擬病毒與針頭之間的相互作用及其後果。同時,皇家墨爾本理工大學的研究人員也進行了實際實驗分析,將病毒暴露在奈米結構表面並觀察結果。
研究結果表明,這種方法非常有效,能在6 小時內使接觸表面的96% 的病毒喪失能力。研究證實,表面之所以具有殺毒效果,是因為針頭能夠透過破壞病毒的外部結構或刺穿病毒膜來消滅病毒或使其喪失能力。
在實驗室或醫療中心等潛在危險生物材料的風險環境中使用這種技術,可以更容易控制傳染病,使這些環境對研究人員、醫務工作者和病人更加安全。
編譯來源:ScitechDaily