Studier har visat att vingar av trollsländor och cikader förhindrar bakterietillväxt på grund av deras naturliga struktur. Ytorna på deras vingar är täckta av nanopillrar så att de ser ut som en spikbädd. När bakterier kommer i kontakt med dessa ytor, deras cellmembran slits sönder omedelbart och de dödas. Detta inspirerade forskare från Institute of Bioengineering and Nanotechnology (IBN) från A*STAR att uppfinna en antibakteriell nanobeläggning för desinfektion av ofta berörda ytor som dörrhandtag, bord och lyftknappar. Denna teknik kommer att visa sig särskilt användbar för att skapa bakteriefria ytor på platser som sjukhus och kliniker, där sterilisering är viktigt för att kontrollera spridningen av infektioner. Deras nya forskning publicerades nyligen i tidskriften Små .

80 procent av vanliga infektioner sprids med händer, enligt B.C. Centrum för sjukdomskontroll. Att desinficera vanligt berörda ytor hjälper till att minska spridningen av skadliga bakterier genom våra händer, men skulle kräva manuell och upprepad desinfektion eftersom bakterier växer snabbt. Nuvarande desinfektionsmedel kan också innehålla kemikalier som triklosan som inte erkänns som säkra och effektiva 2, och kan leda till bakteriell resistens och miljöförorening om den används i stor utsträckning.

"Det finns ett akut behov av ett bättre sätt att desinficera ytor utan att orsaka bakteriell resistens eller skada på miljön. Detta kommer att hjälpa oss att förhindra överföring av infektionssjukdomar från kontakt med ytor, "sade IBN:s verkställande direktör, professor Jackie Y. Ying.

För att hantera detta problem, ett team av forskare under ledning av IBN -gruppledaren Dr Yugen Zhang skapade en ny nanobeläggning som spontant kan döda bakterier vid kontakt. Inspirerad av studier om trollsländor och cikader, IBN -forskarna odlade nanopillrar av zinkoxid, en förening känd för sina antibakteriella och giftfria egenskaper. Zanoxid -nanopillrarna kan döda ett brett spektrum av bakterier som E. coli och S. aureus som vanligtvis överförs från ytkontakt.

Tester på keramik, glas, titan- och zinkytor visade att beläggningen effektivt dödade upp till 99,9 procent av bakterier som finns på ytorna. Eftersom bakterierna dödas mekaniskt snarare än kemiskt, användningen av nanobeläggningen skulle inte bidra till miljöföroreningar. Också, bakterierna kommer inte att kunna utveckla resistens eftersom de förstörs helt när deras cellväggar genomborras av nanopilarna vid kontakt.

Ytterligare studier visade att nano -beläggningen visade den bästa bakteriedödande kraften när den appliceras på zinkytor, jämfört med andra ytor. Detta beror på att zinkoxid -nanopillarna katalyserade frisättningen av superoxider (eller reaktiva syrearter), som till och med kan döda närliggande fritt flytande bakterier som inte var i direkt kontakt med ytan. Denna superbakterie som dödar kraften från kombinationen av nanopillarer och zink vidgar omfattningen av beläggningen utanför hårda ytor.

Senare, forskarna studerade effekten av att placera en bit zink som hade belagts med zinkoxid nanopillars i vatten som innehåller E. coli. Alla bakterier dödades, tyder på att detta material potentiellt kan användas för vattenrening.

Dr Zhang sa, "Vår nanobeläggning är utformad för att desinficera ytor på ett nytt men praktiskt sätt. Denna studie visade att vår beläggning effektivt kan döda bakterier på olika typer av ytor, och även i vatten. Vi kunde också uppnå superbakteriedödande kraft när beläggningen användes på zinkytor på grund av dess dubbla verkningsmekanism. Vi hoppas kunna använda denna teknik för att skapa bakteriefria ytor på ett säkert, billigt och effektivt sätt, särskilt på platser där bakterier tenderar att ackumuleras. "

IBN har nyligen fått bidrag från National Research Foundation, Premiärministerns kontor, Singapore, under sitt konkurrenskraftiga forskningsprogram för att vidareutveckla denna beläggningsteknik i samarbete med Tan Tock Seng sjukhus för kommersiell användning under de kommande 5 åren.