【導讀】全球首次!港大研究團隊開發(fā)出一種能殺滅新冠病毒的含銅不銹鋼材料,6小時即可滅活99.99%的新冠病毒,對于H1N1禽流感病毒和大腸桿菌均有顯著殺滅作用。
不銹鋼,還能滅菌殺毒?
對,不但能,殺的還是新冠病毒!
近日,香港大學工程學院機械工程系黃明欣教授領導的團隊,與港大李嘉誠醫(yī)學院免疫與感染研究中心潘烈文教授的研究團隊合作,發(fā)明了一種高銅含量的不銹鋼,能成功殺滅存留于其表面包括新冠病毒在內的抗病原體。
這是全球已知首個有抗病原體功能的不銹鋼。
論文地址:
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34853550/
這一成果于11月25日在《化學工程》學術期刊上(Chemical Engineering Journal)發(fā)表,論文題為『可抗擊新冠病毒的抗病原體不銹鋼』(“Anti-pathogen stainless steel combating COVID-19”)。
本研究論文通訊作者、香港大學機械工程系教授黃明欣
研究人員表示,他們新開發(fā)的不銹鋼合金可以在3小時內滅活 99.75% 的 SARS-CoV-2 病毒,在6小時內滅活 99.99%。
效果這么好,到底加入了什么神奇的成分?
答案是兩種常見的元素:銅和銀。
作為最流行的兩種無機抗菌元素,銀和銅具有業(yè)界廣為人知的廣譜抗菌、抗病毒的能力,而且對動物細胞的毒性很低,是制備抗菌類材料的常用添加物。
之前的研究發(fā)現,純銅對 SARS-CoV-2 和甲型流感病毒 (H1N1) 均表現出優(yōu)異的抗病毒效率。然而,在公共場所用純銅代替不銹鋼制品,成本高、強度低、耐腐蝕能力差,不切實際。
另一種方法是把銅通過鍍層或離子注入的形式加入不銹鋼,獲得抗菌效果。但使用這種方法,表面涂層的損壞會顯著影響不銹鋼的抗菌性能,導致使用壽命有限。
材料制備與實驗
為了解決這兩個局限,研究人員使用銅粉和納米級氧化銀粉末,與不銹鋼粉混合,制備不同質量分數的銅-不銹鋼與銀-不銹鋼混合物,再通過燒結形成盤裝固體。同時,以純銅、純銀、純不銹鋼作為實驗的對照組。
然后,將含有新冠病毒、大腸桿菌、H1N1病毒等多種病原體的培養(yǎng)液滴在測試材料上,定期觀察剩余病毒的濃度。
6小時滅活99.99%新冠病毒
實驗觀測共進行48小時,結果顯示,用銅和銀與不銹鋼進行不同比例的混合,對上述多種病原體均有很理想的滅活作用。
如上圖所示,對于新冠病毒,質量分數為20%的銅-不銹鋼混合材料,在實驗進行6小時后,可見病毒下降到不足0.01%,實現了對99.99%新冠病毒的滅活。
對于H1N1禽流感病毒,實驗中的復合材料的滅活作用同樣十分明顯,滅活效果更好。
測試材料上的細菌和病毒繁殖情況,左下為純銅,右下方為未添加銅的不銹鋼。
差距一目了然。
而且,這種混合材料的抗菌性能長期有效,即使其在使用過程中材料不斷受到破壞,也能長時間保持對多種病原體的殺滅作用。
而且,這種材料可以使用現有的「粉末冶金」技術大量生產,成本效應很高,便于推廣使用。
目前,新冠Omicron變體病毒的重新流行,為全球抗擊疫情形勢又一次敲響了警鐘,在此大背景下,港大的這項研究更顯出其重要意義。
如果這項創(chuàng)新被證明確實有效,既便宜又可以推廣,將顯著降低對機場、火車站等公共交通區(qū)域以及電影院、體育場等人群聚集地的消毒成本。
目前,研究人員在與業(yè)內尋求合作,以進一步測試這種材料在替代不銹鋼材料方面的應用,比如電梯按鈕、門把手和樓梯扶手等公共區(qū)域中人們最常接觸的地方。
參考資料:
https://www.chinadailyhk.com/article/250824
https://www.hku.hk/press/news_detail_23696.html
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34853550/
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