اخبار – یک فلز باستانی که به دلیل خواص میکروبی آن استفاده می‌شود، اساس یک محلول ضدعفونی مبتنی بر مواد است. تیمی از دانشمندان از آزمایشگاه ملی ایمز، دانشگاه ایالتی آیووا و دانشگاه بوفالو یک اسپری ضد میکروبی ابداع کرده‌اند که لایه‌ای از نانوسیم‌های مسی را روی سطوح با لمس بالا در فضاهای عمومی رسوب می‌دهد. این اسپری حاوی نانوسیم های مس (CuNWs) یا نانوسیم های مس-روی (CuZnNWs) است و می تواند یک پوشش ضد میکروبی بر روی سطوح مختلف ایجاد کند. این تحقیق به دلیل همه‌گیری COVID-19 انجام شد، اما یافته‌ها کاربردهای گسترده‌تری دارند.
انسان ها از 2400 سال قبل از میلاد مسیح از خواص ضد میکروبی مس برای درمان و پیشگیری از عفونت ها و بیماری ها بهره برده اند. نشان داده شده است که در غیرفعال کردن ویروس ها، باکتری ها، قارچ ها و مخمرها در تماس مستقیم با فلز موثر است. به گفته جون کوی، دانشمند آزمایشگاه ایمز و یکی از محققین اصلی این پروژه، “یون مس می تواند به غشای ویروس نفوذ کند و سپس خود را به رشته RNA وارد کند و به طور کامل از تکثیر ویروس جلوگیری کند.”
در میان همه گیری، کوی گفت: «DOE از محققان پرسید که چه کاری می توانید برای کاهش این وضعیت کووید انجام دهید؟» آزمایشگاه ایمز به دلیل کارش در علم مواد شناخته شده است، نه حوزه ای که اغلب با تحقیقات بیماری تلاقی می کند. با این حال، تیم Cui ایده استفاده از خواص ضد میکروبی مس را برای کمک به کاهش شیوع کووید مطرح کرد.
کوی توضیح داد که ایده آن‌ها از پروژه جداگانه‌ای نشأت می‌گرفت که روی آن کار می‌کردند، جوهر مسی که برای چاپ نانوسیم‌های مسی مورد استفاده در دستگاه‌های الکترونیکی انعطاف‌پذیر طراحی شده بود. فکر می کنم جوهر است و می توانم آن را با آب یا حتی اتانول رقیق کنم و سپس آن را اسپری کنم. وی گفت: سطح آن هر چه که باشد، یک بار آن را اسپری می کنم و روی آن را با یک لایه بسیار سبک از نانوسیم مسی می پوشانم.
ابتدا سطح باید تمیز و ضد عفونی شود، سپس می توان از محلول جوهر مس فرموله شده استفاده کرد. پوشش ایده آل باید به اندازه کافی نازک باشد تا شفاف باشد. جوهر را می توان با آب یا الکل رقیق کرد تا اسپری شود و روی سطوح پلاستیکی، شیشه ای و فولاد ضد زنگ کار کند.
این تیم دو نوع جوهر مسی CuNW و CuZnNW را آزمایش کردند. در مقایسه با یک دیسک مسی ساده، هر دو جوهر به یک اندازه در غیرفعال کردن ویروس موثر بودند. با این حال، دیسک مسی 40 دقیقه طول کشید تا ویروس را غیرفعال کند، در حالی که جوهر مسی تنها 20 دقیقه طول کشید. نانوسیم‌ها به دلیل مساحت سطح بزرگ‌ترشان سریعتر کار می‌کنند.
هنگام مقایسه دو پوشش جوهر، CuNW ویروس را سریعتر از CuZnNW در 10 دقیقه اول غیرفعال کرد. با این حال، CuZnNW در مقایسه با CuNW دارای رهایش پایدار و پایدار یون‌های مس است که باعث می‌شود پوشش برای مدت زمان طولانی‌تری موثر باشد. در نهایت، تیم به این نتیجه رسیدند که CuZnNW بهترین گزینه برای پوشش قابل پاشیدن نانوسیم‌های مس برای اهداف ضد میکروبی است.
کوی گفت که این کار نه تنها به دلیل همه‌گیری مهم است، بلکه به دلیل اینکه این نانوسیم‌ها می‌توانند در برابر بسیاری از میکروب‌های مختلف محافظت کنند، «این شانس وجود دارد که بتوانیم تأثیری ماندگار بر جامعه انسانی بگذاریم».
این تحقیق بیشتر در مقاله «جوهرهای اسپری نانوسیم مس و مس و روی برای پوشش سطح ضد ویروسی“، توسط C. Pan, KS Phadke, Z. Li, G. Ouyang, T.-h. Kim، L. Zhou، J. Slaughter، B. Bellaire، S. Ren و J. Cui و در پیشرفت RSC.
این تحقیق توسط دفتر علوم DOE از طریق آزمایشگاه ملی بیوتکنولوژی مجازی، کنسرسیومی از آزمایشگاه‌های ملی DOE با تمرکز بر پاسخ به COVID-19، با بودجه ارائه شده توسط قانون مراقبت از کرونا، پشتیبانی شد.
آزمایشگاه ملی ایمز است وزارت انرژی آمریکا دفتر علوم یک آزمایشگاه ملی که توسط دانشگاه ایالتی آیووا اداره می شود. آزمایشگاه ایمز مواد، فناوری ها و راه حل های انرژی نوآورانه ایجاد می کند. ما از تخصص، توانایی های منحصر به فرد و همکاری بین رشته ای خود برای حل مشکلات جهانی استفاده می کنیم.
آزمایشگاه ملی ایمز توسط دفتر علوم وزارت انرژی ایالات متحده پشتیبانی می شود. دفتر علوم بزرگترین حامی تحقیقات پایه در علوم فیزیکی در ایالات متحده است و برای رسیدگی به برخی از مهم ترین چالش های زمان ما کار می کند. برای اطلاعات بیشتر لطفا مراجعه کنید به https://energy.gov/science.
