(a) Antiviral aktivitet av beredda pulver mot coronavirus och fotografier som visar förändringen i plackantalet av coronavirus efter fyra timmar:(b) kontroll och (c) med CMO. Kredit:Materialbokstäver
Forskare vid Tokyo Institute of Technology som arbetar i samarbete med kollegor vid Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology och Nara Medical University i Japan har lyckats förbereda ett material som kallas cerium molybdate (γ-Ce 2 Mo 3 O 13 eller CMO), som uppvisar hög antiviral aktivitet mot coronavirus.
Den pågående coronaviruspandemin har lyft fram brådskande inte bara vaccinutveckling och utbyggnad utan också att utveckla innovativa material och tekniker med antivirala egenskaper som kan spela en viktig roll för att hjälpa till att begränsa spridningen av viruset.
Konventionella oorganiska antimikrobiella material framställs ofta med metaller såsom koppar eller fotokatalysatorer såsom titandioxid. Dock, metallbaserade material kan vara utsatta för korrosion, och effekterna av fotokatalysatorer är vanligtvis begränsade under mörka förhållanden.
Nu, ett forskargrupp som leds av Akira Nakajima från Tokyo Institute of Technology's Department of Materials Science and Engineering föreslår en ny typ av ett antiviralt material som kan övervinna dessa nackdelar. Teamet kombinerade framgångsrikt ett relativt billigt sällsynt jordartselement cerium (Ce) med molybden (Mo), som är välkänd för sina antibakteriella effekter, för att framställa två typer av ceriummolybdat (Ce 2 Mo 3 O 12 och y-Ce 2 Mo 3 O 13 ) i pulverform.
Båda pulvren uppvisade antiviral aktivitet mot bakteriofag Φ6. I synnerhet, y-Ce 2 Mo 3 O 13 uppvisade också hög antiviral aktivitet mot SARS-CoV-2, viruset som orsakar COVID-19.
Kredit:Material Letters
Forskarna drar slutsatsen att en effektiv kombination av cerium med molybdatatet och den specifika ytan är viktiga faktorer som bidrar till den observerade antivirala aktiviteten.
Studien bygger på tidigare arbete som leds av Nakajima som visade den antivirala aktiviteten hos ett material som heter LMO (La 2 Mo 2 O 9 ), består av lantan (La) oxid och molybdenoxid. LMO:s verksamhet, dock, befanns vara bättre mot icke-höljetyp (bakteriofag Qβ) än mot höljetyp (bakteriofag Φ6) virus. Efterföljande tester visade att införlivande av cerium i materialet för tillverkning av La 1.8 Ce 0,2 Mo 2 O 9 (LCMO) förbättrad antiviral aktivitet mot bakteriofag Φ6. Det var detta anmärkningsvärda fynd som sporrade ytterligare undersökningar av ceriummolybdater (CMO) som lovande material med hög antiviral aktivitet mot virus av höljetyp som influensa och SARS-CoV-2.
För att erhålla önskade CMO-pulverprover med en nästan enkristallfas, laget genomförde många försöksexperiment innan de lyckades förbereda Ce 2 Mo 3 O 12 med användning av den polymeriserbara komplexa metoden och y-Ce 2 Mo 3 O 13 genom hydrotermisk bearbetning.
Om den är standardiserad och massproducerad, CMO kan användas i ett brett spektrum av material såsom hartser, papper, tunna filmer och färger. Detta skulle öppna möjligheten att använda CMO-beläggningar för ytor med hög kontakt, t.ex. dörrhandtag, remmar inuti fordon, hissknappar och rulltrappor samt väggar, kakel och fönster. Nakajima föreställer sig att material som innehåller CMO också kan användas i vardagsartiklar som smartphones och kläder. Han noterar att applikationer för ögon- och ansiktsartiklar som glasögon och masker kan ta lite längre tid att utvecklas, men var vid horisonten.
