Исследователи разработали тонкую пластиковую пленку, которая разрушает вирусы при контакте, что открывает новые перспективы в борьбе с распространением болезней через поверхности, к которым часто прикасаются, такие как смартфоны и больничное оборудование. Эта инновация не только эффективно уничтожает вирусы, но и гораздо практичнее и масштабируемее, чем предыдущие противовирусные покрытия на основе металла и кремния.

Гибкая акриловая поверхность текстурирована сверхтонкими структурами, называемыми наностолбиками, которые захватывают и растягивают внешнюю оболочку вируса до такой степени, что она разрывается, и вирус погибает от механического воздействия, а не от химических дезинфицирующих средств.

В отличие от более ранних исследований антивирусных покрытий, это исследование, опубликованное в журнале Advanced Science, показывает, что растяжение, а не прокалывание вируса, является более эффективным методом уничтожения.

В ходе лабораторных испытаний с вирусом парагриппа человека 3-го типа (hPIV-3), вызывающим бронхиолит и пневмонию, около 94% вирусных частиц были либо разорваны на части, либо повреждены до такой степени, что не могли размножаться и вызывать инфекцию в течение часа после контакта с поверхностью.

По словам ведущего автора исследования и кандидата наук Самсона Маха из австралийского Университета Мельбурна, команда использовала дешевый и гибкий пластик, который можно производить в больших заводских рулонах, например пищевую пленку.

«По мере совершенствования инструментов для нанопроизводства наши результаты дают более четкое представление о том, какие наноструктуры лучше всего подходят для уничтожения вирусов, — сказал он. — Возможно, однажды мы сможем покрывать этой пленкой поверхности, например экраны телефонов, клавиатуры и больничные столы, чтобы уничтожать вирусы при контакте без использования агрессивных химикатов».

"Наша форма может быть адаптирована для поточного производства, а это значит, что противовирусные пластиковые пленки можно будет производить в больших объемах с использованием существующего заводского оборудования."

По словам Маха, исследование показало, что расстояние между наностолбиками имеет гораздо большее значение, чем их высота.

"Регулируя расстояние между наностолбиками и их высоту, мы обнаружили, что для разрушения вирусов гораздо важнее, насколько плотно они расположены друг к другу, а не их высота," — сказал он. «Когда наностолбики расположены ближе друг к другу, большее их количество может одновременно воздействовать на один и тот же вирус, растягивая его внешнюю оболочку до предела прочности».

В то время как ранние эксперименты с жесткими подложками, такими как кремний с наношипами, показали, что вирусы можно физически разрушать, новое исследование продемонстрировало, что поверхности, текстурированные не только шиповидными наноструктурами, но и тупыми наностолбиками, могут эффективно уничтожать вирусы.

Новое исследование показало, что гибкое пластиковое покрытие также способно уничтожать вирусы, и предложило простое правило: чем ближе друг к другу наноструктуры, такие как шипы или наностолбики, тем эффективнее они работают.

Наибольший эффект был достигнут при использовании плотно расположенных наностолбиков с расстоянием между ними около 60 нанометров, в то время как увеличение расстояния до 100 нанометров снижало противовирусную активность, а при расстоянии в 200 нанометров она практически сходила на нет.

До сих пор работа была сосредоточена на вирусе полиомиелита человека 3-го типа, имеющем жировую внешнюю мембрану. Теперь команда планирует протестировать вирусы меньшего размера и безоболочечные вирусы, чтобы выяснить, насколько универсальна наноструктурированная поверхность. Вирус с липидной оболочкой окружен хрупкой жировой мембраной, которую легче разрушить с помощью нанопипеток, в то время как у безоболочечных вирусов нет этого внешнего слоя, поэтому их сложнее уничтожить.

Также необходимы дополнительные исследования для изучения эффективности текстурирования на изогнутых поверхностях, которое влияет на расстояние между наностолбиками. Соавтор исследования, заслуженный профессор Елена Иванова из Мельбурнского королевского технологического университета, сказала, что команда готова сотрудничать с промышленными предприятиями для продолжения исследований.

«Мы считаем, что эта текстура отлично подходит для повседневного использования, и готовы сотрудничать с компаниями, чтобы усовершенствовать ее для крупномасштабного производства», — сказала она.