科學(xué)研究：用金屬抗菌

圖片來源：Pixabay
只要與銅的表面接觸幾個小時，上面的微生物就會被殺死。而一種全新的技術(shù)則將這種人們常見的材料變得更加抗菌。
美國普渡大學(xué)的材料工程師拉西姆·拉西米（Rahim Rahimi）以通訊作者的身份在《先進材料·界面》（Advanced Materials Interfaces）雜志上發(fā)表了一篇論文。他說：“如今，細菌已經(jīng)變得越來越難以對付，耐藥性非常強。當然，病毒也是一樣。因此有很多科學(xué)家都希望解決這個問題。有科學(xué)家想到，如果能創(chuàng)造出一種材料，只要細菌或是病毒與它接觸，就能快速被殺滅，那該多好。畢竟，這可以有效阻礙致病微生物在環(huán)境中的傳播。”目前，這項最新的研究主要關(guān)注如何殺死細菌。
銅是一種非常好的候選材料：在8000年前，就已經(jīng)有人利用銅的這項特性了。南卡羅來納醫(yī)科大學(xué)的微生物學(xué)家邁克爾·施密特（Michael Schmidt，并未參與這項研究）表示，在青銅時代，人們把自己要喝的水儲存在銅制容器中，以此減少得病的可能。他還解釋說，銅之所以能殺滅細菌，只要是因為它有很好的導(dǎo)電性。當微生物接觸銅的表面，銅很容易就會將細菌細胞膜上的電子帶走。這個過程會使細菌的膜被撕裂，最終導(dǎo)致細菌被殺滅。


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為了加強這種效果，拉西米的團隊用激光以毫秒級的速度照射銅質(zhì)材料的表面，這樣就能在光滑的表面制造出大量納米級的凹洞，增加材料的整體表面積。施密特表示：“這種方法將銅質(zhì)表面的‘平原’變成了高樓林立的‘曼哈頓’，有效增加了可以殺滅細菌的表面積。”經(jīng)過這種技術(shù)處理的材料抗水性能也更好，因此，還可以更好地抵抗液體中的細菌。


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為了測試這種表面包含崎嶇不平的微結(jié)構(gòu)的材料，研究人員將大腸桿菌和已經(jīng)有耐藥性的金黃色葡萄球菌等菌株放在了兩種材料的表面。一旦細菌開始接觸表面經(jīng)過處理的新材料，它們的細胞膜就開始遭受破壞。相比于沒有經(jīng)過處理的表面，這種新的技術(shù)可以更快地清除掉與材料接觸的細菌?？梢哉f，一旦接觸經(jīng)過處理的表面，細菌就開始死亡。根據(jù)菌株和富集狀態(tài)的不同，只要40分鐘到2個小時就能殺死表面所有的細菌。
拉西米表示，這種用激光處理銅表面的技術(shù)，還可以用在其他金屬上，比如常在手術(shù)中用到的鈦。他還說，無論什么金屬都在某種程度上表現(xiàn)出了抗細菌的特質(zhì)。雖然鈦的導(dǎo)電性很差，相比于銅等高導(dǎo)電性的金屬在殺死細菌方面的速度也更慢，但是一旦使用了激光處理技術(shù)，“就能讓目標金屬的抗菌能力顯著加強。”他說。
撰文：索菲·布什維克（Sophie Bushwick）
翻譯：杜永航
文章來源：環(huán)球科學(xué)


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