新的铜表面只需两分钟即可消除细菌

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扫描电子显微镜下铜放大了2,000次,显示其独特的微梳结构。图片:RMIT。

一种新的铜表面,杀死细菌的速度快100倍,而且比标准铜更高,从CSIRO和RMIT大学的协作,可能有助于打击抗生素抗性卓越的威胁。

长期以来长期以来用于对抗不同菌株的细菌,包括常见的金色塔贝,因为从金属表面释放的离子对细菌细胞有毒。但是,当使用标准铜时,这种过程很慢,并且全世界研究人员正在加快它的重大努力。

“标准的铜表面将在四小时内杀死约97%的金色塔弗,”克里特大学杰出教授马谦表示。

“令人难以置信的是,当我们在我们的专门设计的铜表面上放置金色的浮虫细菌时,它只在两分钟内摧毁了超过99.99%的细胞。所以它不仅更有效,它的120倍越快。“

这些结果在没有任何药物的帮助下实现。

“我们的铜结构已经为这种普遍的材料表示了非常有效,”Qian说。

在进一步开发的新材料中可能有一系列巨大的应用,包括学校,医院,房屋和公共交通以及抗菌呼吸器或空气通风系统中的过滤器以及抗微生物门搬运工和其他高触摸表面,以及面部面具。

研究团队现在正在寻求调查增强的铜对SARS-COV-2的有效性,导致Covid-19的病毒,包括评估3D印刷样品。其他研究表明铜可能对病毒具有高度有效,导致美国环境保护署今年早些时候正式批准抗病毒使用的铜表面。

据研究的铅作者称,杰克逊利史密斯博士,铜的独特多孔结构是其作为快速细菌杀手的有效性的关键。

使用特殊的铜模铸造工艺制作合金,将铜和锰原子排列成特定地层。然后使用廉价和可扩展的化学过程从合金中除去锰原子,称为“Dealloying”,将纯铜充满了微小的微观和纳米级空腔。

“我们的铜由梳状微张腔和梳状结构的每颗齿内组成,纳米级腔更小;它具有巨大的活性表面积,“史密斯说。

“该图案也使表面超级亲水,或热爱,使水呈现为扁平膜而不是液滴。亲水性效果意味着细菌细胞以通过表面纳米结构拉伸以保持其形状的细菌细胞,而多孔图案允许铜离子释放得更快。“

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扫描电子显微镜下铜放大500,000次,显示其微小的纳米尺度孔隙。

这些效果导致细菌细胞的结构降解,使它们更容易受到有毒铜离子的影响,并促进将铜离子摄取到细菌细胞中。

“这是导致大大加速消除细菌的效果组合,”史密斯表示。

Csiro的Daniel Liang说,全球研究人员正在寻求开发新的医疗材料和设备,可以帮助减少抗生素的需求来减少抗生素的超级虫子的兴起。

“抗药性感染正在上升,并且具有有限的新抗生素来到市场上,耐细菌的材料的发展可能在帮助解决问题方面发挥重要作用,”梁说。

“这款新的铜产品为战斗超级培训提供了一个有希望和价格合理的选择,并只是CSIRO在帮助解决抗生素抗性风险不变的工作中的一个例子。”

本研究通过RMIT-CSIRO博士计划启动,并由澳大利亚CASS基金会共同资助。

创新过程现在在美国,中国和澳大利亚有专利。

研究的结果发表在生物材料