科技日?qǐng)?bào)記者?張夢(mèng)然

在人類與細(xì)菌長(zhǎng)達(dá)數(shù)百年的斗爭(zhēng)中，可能很快會(huì)出現(xiàn)一種新武器：第一種可快速殺死細(xì)菌和病毒并持續(xù)數(shù)月的耐用涂層。美國(guó)密歇根大學(xué)工程師和免疫學(xué)家團(tuán)隊(duì)在《物質(zhì)》雜志發(fā)表的研究證明，新涂層對(duì)新冠病毒、大腸桿菌、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌和多種其他病原體都具有致命性。即使在鍵盤、手機(jī)屏幕和涂有雞肉的砧板等表面，經(jīng)過數(shù)月的反復(fù)清潔和磨損后，它仍能殺死99.9%的微生物。

有涂層和無涂層的電腦鍵盤、手機(jī)和帶有生雞肉的砧板上的細(xì)菌載量。圖片來源：安尼什·圖特佳/密歇根大學(xué)

(相關(guān)資料圖)

論文共同通訊作者、密歇根大學(xué)材料科學(xué)與工程教授安尼什·圖特佳表示，這種涂層可能會(huì)改變機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院等傳統(tǒng)上充滿細(xì)菌的公共場(chǎng)所的游戲規(guī)則。“我們從來沒有一個(gè)好的方法來保持機(jī)場(chǎng)觸摸屏等經(jīng)常接觸表面的清潔。消毒液可在一兩分鐘內(nèi)殺死細(xì)菌，但它們會(huì)迅速消散，使表面容易再次被污染。我們也有基于銅和鋅等金屬的持久抗菌表面，但它們需要數(shù)小時(shí)才能殺死細(xì)菌。新涂層提供了兩全其美的解決方案?！?/p>

即使透過一層厚厚的抗菌涂層，圖像仍然保持清晰。圖片來源：安尼什·圖特佳/密歇根大學(xué)

這種透明涂層可刷涂或噴涂，具有耐用性和殺菌能力雙重效果。它使用從茶樹油和肉桂油中提取的抗菌分子。數(shù)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(nèi)發(fā)揮作用。涂層的耐用性則來自聚氨酯，這是一種堅(jiān)韌的、類似于清漆的密封劑，通常用于地板和家具等表面。

耐久性測(cè)試結(jié)果表明，該涂層可在其油開始蒸發(fā)并降低消毒能力之前持續(xù)殺死細(xì)菌至少6個(gè)月。用新油擦拭后，可重新提供新一輪保護(hù)。

新技術(shù)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是將油和聚氨酯結(jié)合起來，讓油分子發(fā)揮殺菌作用，同時(shí)防止它們快速蒸發(fā)。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種交聯(lián)解決方案，它通過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(lián)聚合物分子結(jié)合，形成穩(wěn)定的基質(zhì)。

但為了殺死細(xì)菌，油分子需要穿透細(xì)菌的細(xì)胞壁，如果它們被緊緊地束縛在基質(zhì)中，就無法做到這一點(diǎn)。最終，研究人員在部分交聯(lián)材料找到了一個(gè)中間地帶，足以讓一些油分子自由發(fā)揮作用，但讓其他分子與聚氨酯緊密結(jié)合。

確定了基本配方后，研究人員著手尋找一種活性成分的組合，以殺死各種最困擾人類的細(xì)菌。最終，他們發(fā)現(xiàn)了有效、安全且廉價(jià)的抗菌分子的精確平衡。研究人員強(qiáng)調(diào)，配方并不是一成不變的，可針對(duì)特定應(yīng)用調(diào)整配方或重新平衡抗菌劑以殺死特定細(xì)菌。

總編輯圈點(diǎn)：

搜索抗菌涂層，便可查到各種技術(shù)路線制作出的各類涂層。有的可以釋放抗生素，有的能破壞病毒的刺突蛋白，有的強(qiáng)調(diào)的是涂覆技術(shù)，有的以天然仿生材料為創(chuàng)新點(diǎn)……抗菌涂層要做好，一要好黏附，二要?dú)⒕Ч?。殺菌效果，則是看能殺滅多少細(xì)菌，以及能持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間。本文中的耐用涂層，半年后殺菌率仍能超過99%。其實(shí)，它并沒有用到太出人意料的材料，關(guān)鍵在于將抗菌分子和聚氨酯巧妙結(jié)合，既能殺菌，還難蒸發(fā)，就產(chǎn)生出了強(qiáng)大效果。

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