När man går in på offentliga toaletter är det svårt att inte uppehålla sig vid vilka bakterier tidigare användare har lämnat efter sig i toalettskålen. Föreställ dig istället ett självrengörande system som inte kräver en färgglad gel. Forskare som rapporterar i ACS Applied Materials &Interfaces har tagit fram en enkel, transparent beläggning som gör ytor som porslin mer vattenavvisande. De visar hur denna ytbehandling effektivt förhindrar att bakterier fastnar på insidan av en toalettskål.

Beläggningar kan appliceras på glas och porslin för att säkerställa att vattendroppar lätt glider av och förhindrar till exempel dimma eller bakteriefilmer från att utvecklas. För att lägga till denna vattenavvisande egenskap till ytor, konstruerar forskare vanligtvis mikroskopiska strukturer, som de små hullingarna och krokarna på fågelfjädrar, för att fånga in luft eller oljor mellan ytan och vattendroppar. Men detta tillvägagångssätt är vanligtvis arbetsintensivt och kan förändra utseendet på ytan.

Ett annat tillvägagångssätt är att ympa hala polymerkedjor på en yta, och dessa polymerer fungerar som en permanent oljefläck. Denna teknik kan dock involvera starka kemikalier och är inte möjlig att använda på vardagliga föremål. Så Mustafa Serdar Onses och medarbetare ville hitta ett mer praktiskt sätt att få polymerympade ytor att stöta bort vatten och hindra tillväxten av bakteriefilmer.

Deras valda tillvägagångssätt involverade att mala poly(dimetylsiloxan) (PDMS), en silikonolja, i en kulkvarn i en timme. I bruket bombarderade små volframkarbidkulor oljan i höga hastigheter, bröt isär några av polymerens kemiska bindningar och bildade nya molekyler. Teamet antog att det malda PDMS snabbt skulle ympas på ytor, som glas eller porslin, och bilda ett hållbart, oljigt lager.

Forskarna borstade den malda oljan på ena sidan av en steriliserad toalettskåls insida och lämnade den andra hälften obehandlad. Sedan hällde de steril mänsklig urin i kombination med E. coli och S. aureus-bakterier i toaletten och torkade sedan av det som fanns kvar på skålens båda halvor. Bakterieodlingstester visade att det PDMS-behandlade området hämmade 99,99 % av bakterietillväxten jämfört med det obehandlade området.

Ytterligare experiment visade att både porslins- och glasytor belagda med den malda PDMS kraftigt stötte bort vatten, vilket tyder på att urin och bakterier gled rakt ner i den behandlade toalettskålens vägg i det första testet. Forskarna säger att deras genomskinliga och färglösa behandlingsmetod för toalettskål kan vara ett praktiskt sätt att självsanera delade ytor för folkhälsoapplikationer.

Mer information: Nusret Celik et al, Mekanokemisk aktivering av silikon för storskalig tillverkning av vätskeliknande ytor mot biologisk beväxning, ACS applicerade material och gränssnitt (2023). DOI:10.1021/acsami.3c11352

Journalinformation: ACS-tillämpade material och gränssnitt

Tillhandahålls av American Chemical Society