I den obevekliga kampen mot luftburna virus har forskare utvecklat en ny spraybeläggning för att förbättra den antivirala effekten av personlig skyddsutrustning, särskilt ansiktsmasker. Studien är publicerad i tidskriften ACS Applied Nano Materials .
Grafenoxid (GO) har inneboende antivirala egenskaper på grund av dess unika kemiska struktur, som kan göra virus icke-infektiösa samtidigt som det förbjuder virusreplikation och spridning.
Viktigt är att integreringen av GO-spraybeläggningen i den senaste forskningen inte heller har visat sig ha någon negativ effekt på textilens strukturella integritet eller luftpermeabilitet, vilket säkerställer komfort och andningsförmåga för bäraren.
"De antivirala egenskaperna hos GO i lösningar har bevisats tidigare", förklarade IMDEA Materials-forskaren Jimena de la Vega, en av författarna bakom studien.
"Detta är dock första gången som en antiviral GO-lösning har integrerats direkt i ett biologiskt nedbrytbart tyg för att skapa ett effektivare och mer miljövänligt material för ansiktsmasker."
"Porerna i tyget som vi har använt för dessa masker är också mindre än storleken på virusdropparna. Det betyder att de förhindrar att dessa droppar andas in av bäraren, samtidigt som maskens andningsförmåga är opåverkad."
Personlig skyddsutrustning har blivit ett oumbärligt verktyg för att minska spridningen av infektionssjukdomar, särskilt i spåren av covid-19-pandemin. Luftburna virus utgör ett bestående hot mot folkhälsan, med potential att utlösa framtida utbrott.
Traditionella ansiktsmasker förlitar sig främst på filtreringsmekanismer för att fånga upp luftburna partiklar. Deras effektivitet kan dock stärkas avsevärt genom att integrera antivirala beläggningar, och därigenom inhibera virusreplikation och överföring.
Införlivandet av GO-partiklar i masktyget höjer också textilens vattenkontaktvinkel, vilket potentiellt hindrar infiltrationen av droppar laddade med smittämnen.
Forskargruppen bakom studien inkluderar Dr Antonio Vázquez-López och Profs. Silvia Prolongo och Ignacio Collado från Rey Juan Carlos University (URJC), Profs. Pedro Prádanos och Francisco Javier Carmona (University of Valladolid [UVa]), och Jimena de la Vega och Prof. Dr. De-Yi Wang från IMDEA Materials.
Dr. Vázquez-López, själv tidigare IMDEA-materialforskare, sa att han hade hittat inspiration till genombrottet från den vanliga praxisen att använda träaska som bekämpningsmedel för att skydda grödor.
"Medan effektiviteten av denna praxis delvis är en myt, leddes jag från denna utgångspunkt till idén att använda kolhaltiga material för deras antibakteriella och antivirala egenskaper," förklarade han. "Helst sett måste dessa material vara rikliga och giftfria."
"GO var en av flera tillsatser med dessa egenskaper som prövades under denna forskning och var en av de enklaste att arbeta med. Däremot kan GO-spridning vara ganska svårt. Som tur var kunde vi arbeta med det spanska företaget Antolin som har erfarenhet att tillhandahålla GO i vattensuspension, vilket avsevärt förenklade processen."
"Det finns existerande forskning om att använda grafen eller kolnanorör för antivirala beläggningar, men så vitt jag är medveten om är ingenting relaterat till att använda GO, och absolut inte kombinerat med ett återvinningsbart PLA-baserat tyg."
Användningen av ett miljömässigt hållbart material som PLA understryker ett åtagande att inte bara ta itu med folkhälsoproblem vid tillverkning av ansiktsmasker, utan även miljömässiga hållbarhetsutmaningar.
Samtidigt är Dr. Vázquez-López också övertygad om den potentiella skalbarheten hos den förbättrade antivirala maskens tillverkningsprocess.
"Ett av mina mål med den här forskningen var att kunna automatisera processen så mycket som möjligt för att effektivisera tillverkningen", sa han. "En vattendispergerad GO-lösning är lätt att arbeta med och kan enkelt appliceras på materialet på industriell nivå."
Mer information: Antonio Vázquez-López et al, Graphene Oxide/Polylactic Acid-Based Face Mask to Combat H3N2:A Strategy against Influenza, ACS Applied Nano Materials (2024). DOI:10.1021/acsanm.4c00183
Tillhandahålls av IMDEA Materials
