Теперь можно забыть о липком санитайзере и едкой хлорке, от которой облезает краска. Международная команда исследователей разработала дешевую прозрачную пленку, которая убивает вирусы сугубо механически. Она покрыта миллиардами невидимых глазу «наностолбиков», которые цепляют и растягивают вирусную частицу до тех пор, пока та не лопнет, как воздушный шарик.
Результаты, опубликованные в Advanced Science, обещают нам будущее, в котором экраны смартфонов, поручни в метро и больничные столы будут сами по себе смертельной ловушкой для патогенов. И самое главное — вирусы не смогут выработать к этому устойчивость.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Обычно мы боремся с заразой на поверхностях химическим путем. Но у дезинфицирующих средств есть масса минусов: они быстро испаряются, разлагаются на свету, вредят окружающей среде и, что самое неприятное, способствуют появлению супербактерий — микроорганизмов, которым любая химия уже нипочем.
В поисках альтернативы ученые обратились к бионике — подглядели решение у природы. Давно известно, что крылья цикад и стрекоз покрыты микроскопическими шипами. Бактерии, садясь на такое крыло, буквально напарываются на «колья» под воздействием собственной силы тяжести и капиллярных сил. Ранее команда профессора Елены Ивановой (соавтора нового исследования) уже создавала кремниевые поверхности с подобными наношипами, но кремний — материал жесткий и дорогой. Использовать его для обертывания дверных ручек, мягко говоря, непрактично.
В новой работе физики решили сделать материал гибким, дешевым и массовым. Они использовали обычный акрил (оргстекло), на который с помощью алюминиевых матриц и ультрафиолетовой наноимпринтной литографии нанесли узор из миллиардов крошечных наностолбиков. Процесс похож на печать узора на скотче или пищевой пленке.
Вирусы гораздо меньше бактерий, поэтому долгое время оставалось неясным, сработает ли на них трюк с «ложем из гвоздей». И вот тут исследователей ждал сюрприз.
Главный автор работы, аспирант Самсон Ма (Samson Mah), выяснил, что высота и острота наношипов не так важны, как расстояние между ними (шаг).
- Если расположить шипы на расстоянии 60 нанометров друг от друга, они работают как идеальная слаженная команда. Несколько соседних столбиков одновременно впиваются в липидную оболочку вируса и создают локальное напряжение (около 10 МПа). Оболочка не выдерживает и рвется.
- Если увеличить расстояние до 100 нанометров, эффективность резко падает.
- При расстоянии в 200 нанометров покрытие становится абсолютно безопасным для вирусов — они просто помещаются между столбиками.
Это чистая физика: никакой химической реакции не происходит. Исследователи даже проверили вирусную РНК после «убийства» — она осталась целой, а вот внешняя оболочка вируса была превращена в лохмотья.
В качестве «жертвы» в лаборатории использовали вирус парагриппа человека 3-го типа (hPIV-3) — распространенный патоген, вызывающий бронхиолит и пневмонию. Это так называемый оболочечный вирус (как и коронавирус, и вирус гриппа), то есть он имеет внешний липидный слой.
На поверхности с идеальным шагом в 60 нм около 94% вирусных частиц были разорваны или фатально повреждены в течение часа.
Звучит воодушевляюще, но давай не забывать про ограничения исследования:
- Проверяли только на одном вирусе. hPIV-3 имеет довольно хрупкую жировую оболочку. Сработает ли этот пластиковый капкан на безоболочечных вирусах (например, на крайне живучем норовирусе, вызывающем кишечный грипп), пока неизвестно. Сами авторы планируют проверить это в будущих тестах.
- Лабораторные условия и плоские поверхности. Эксперимент проводился на идеально ровной пленке. Но если обклеить ей изогнутый край смартфона, расстояние между наностолбиками на сгибе увеличится, и магия (физика) может перестать работать.
- Износ. Физические преграды не вечны. Если каждый день тереть такой пластик пальцами или ключами в кармане, наношипы со временем сотрутся, и поверхность потеряет свои суперспособности.
Тем не менее, открытие очень перспективно. Ученые доказали, что уничтожать вирусы можно одной лишь топографией поверхности. Использованный метод производства — рулонная печать — позволяет штамповать такие пленки километрами на уже существующем заводском оборудовании.
Возможно, уже через пару лет мы будем клеить на экраны своих гаджетов не просто «защитное стекло от царапин», а наноструктурированную броню, которая будет молча и эффективно рвать вирусы на куски, пока мы листаем ленту новостей.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Читайте также: Гигантский вирус Jyvaskylavirus: новое открытие в Финляндии
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.