Ett internationellt team av forskare har använt flytande gallium för att skapa en antiviral och antimikrobiell beläggning och testat den på en mängd olika tyger, inklusive ansiktsmasker. Beläggningen vidhäftade starkare på tyget än vissa konventionella metallbeläggningar, och utrotade 99% av flera vanliga patogener inom fem minuter.

"Mikrober kan överleva på de tyger sjukhus använder för sängkläder, kläder och ansiktsmasker under lång tid, "säger Michael Dickey, medförfattare till en artikel om arbetet och Camille &Henry Dreyfus professor i kemi- och biomolekylär teknik vid North Carolina State University. "Metalliska ytbeläggningar som koppar eller silver är ett effektivt sätt att utrota dessa patogener, men många metallpartikelbeläggningstekniker har problem som olikformighet, behandlingskomplexitet, eller dålig vidhäftning. "

Dickey och kollegor från NC State, Sungkyunkwan University (SKKU) i Korea och RMIT University i Australien satte sig för att utveckla en enkel, kostnadseffektivt sätt att avsätta metallbeläggningar på tyg.

Först, forskarna placerade flytande gallium (Ga) i en etanollösning och använde ljudvågor - en process som kallas sonikering - för att skapa Ga -nanopartiklar. Nanopartikellösningen sprayades sedan på tyget och Ga vidhäftade fibrerna när etanolen avdunstade.

Därefter doppade forskarna det Ga-belagda tyget i en kopparsulfatlösning, skapar en spontan galvanisk ersättningsreaktion. Reaktionen avsätter koppar på tyget, skapa en beläggning av flytande metall kopparlegering nanopartiklar.

För att testa det belagda tygets antimikrobiella egenskaper, forskargruppen exponerade tyget för tre vanliga mikrober:Staphylococcus aureus, Escherichia coli, och Candida albicans. Dessa mikrober växer aggressivt på icke-belagda tyger. Det kopparlegeringsbelagda tyget utrotade över 99 % av patogenerna inom fem minuter, vilket var betydligt effektivare än kontrollprover belagda med enbart koppar.

Teamet samarbetade med Elisa Crisci, biträdande professor i virologi vid NC State, och Frank Scholle, docent i biologisk vetenskap vid NC State, för att visa att beläggningarna även fungerar mot virus. Beläggningarna testades mot human influensa (H1N1) och coronavirus (HCoV 229E, som är i samma familj som SARS-CoV-2). Beläggningarna utrotade virusen efter fem minuter.

"Våra test indikerar att dessa flytande metall-kopparbelagda tyger visar överlägsen antimikrobiell prestanda jämfört med andra kopparbelagda ytor och två kommersiella antimikrobiella ansiktsmasker som är beroende av koppar respektive silver, "säger Vi Khanh Truong, Vice rektor postdoktor vid RMIT University, besöker Fulbright Scholar och motsvarande författare till forskningen.

"Detta är en bättre metod för att skapa metallbeläggningar av tyger, speciellt för antimikrobiella tillämpningar, både när det gäller vidhäftning och antimikrobiell prestanda, " säger Ki Yoon Kwon, postdoktor vid SKKU och förste författare till verket.

"Det kan också fungera med andra metaller än koppar, som silver, "säger Tae-il Kim, medmotsvarande författare till forskningen och professor vid SKKU. "Det är också en enkel metod, vilket borde vara relativt enkelt att skala upp för massproduktion."

Forskningen visas i Avancerade material och stöds av Koreas National Research Foundation. Besökande Fulbright Scholar Samuel Cheeseman från RMIT University bidrog också till arbetet.