新加坡科學家受蜻蜓啟發，研發出具有超級殺菌能力的納米塗層
研究表明，蜻蜓和蟬的翅膀由於其天然結構而具有阻止細菌生長的功能。它們的翅膀表面覆蓋有一層「納米柱」，就像釘床一樣不適宜細菌生長。當細菌與這種特殊表面接觸時，細菌的細胞膜會被立即刺穿並導致細菌死亡。這啟發了新加坡科技研究局（A * STAR）生物工程和納米技術研究所（IBN）的研究人員發明了一種抗菌納米塗層，可用於需經常接觸的消毒表面，如門把手、桌子和電梯按鈕。
研究證實，這項技術在醫院和診所等地方創造無細菌表面特別有用，其中殺菌對於控制感染擴散非常重要。最新研究成果最近發表在Small雜誌上，論文題名為「ZnO納米柱塗覆表面具有與底物相關的超級殺菌性能」。
根據疾控中心的說法，80％的常見感染是通過手傳播的。對頻繁接觸的表面進行消毒，有助於減少有害細菌通過手部傳播，但由於細菌迅速生長，需要手動和反覆進行消毒。目前的消毒劑也可能含有三氯生等化學物質，這些物質的安全性未得到公認，如果大量使用，可能會導致細菌產生耐藥性並造成環境污染。
IBN執行主任應儀如（Jackie Y. Ying）教授說，我們迫切需要一種更好的方法來消毒接觸面，而不引起細菌耐藥性或對環境的危害，這將有助於我們防止傳染性疾病通過表面接觸傳播。
為了解決這個問題，由新加坡IBN研究所研究員張玉根（Yugen Zhang）博士領導的研究小組創建了一種新型納米塗層，可以在接觸後自發殺死細菌。氧化鋅以其抗菌性強、對人體無毒害的特點而聞名，IBN科學家從對蜻蜓和蟬的研究中汲取靈感，研發了氧化鋅納米乳劑塗料。塗料中的氧化鋅納米柱可以殺死多種細菌，包括主要通過表面接觸傳播的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌。
將塗料塗覆到陶瓷、玻璃、鈦和鋅表面後開展的測試表明，塗層有效地殺死了表面上高達99.9％的細菌。由於細菌是被機械殺死而不是化學殺死，因此使用納米塗層不會造成環境污染。而且，當細胞膜被接觸時被納米柱刺穿時，細菌被完全破壞而無法發展出抗性。
進一步的深入研究表明，與其他表面相比，將納米塗層在鋅表面上施用時表現出最好的殺菌力。這是因為氧化鋅納米柱催化了超氧化物（或活性氧）的釋放，甚至可能會殺死附近沒有與表面直接接觸的自由浮動細菌。鋅塗層已廣泛應用於表面防護，而納米塗層和鋅的強結合力以及超級殺菌能力，拓寬了塗層在硬表面之外的應用範圍。
隨後，研究人員研究了將塗有氧化鋅納米柱的鋅片放入含有大腸桿菌的水中的效果。所有的細菌都被殺死了，這表明這種材料可能被用於水凈化。
張博士說，我們的納米塗層旨在以新穎而實用的方式消毒表面。這項研究表明，我們的塗料可以有效地殺死不同類型的表面和水中的細菌。尤其是這種塗層與鋅表面結合時，由於具有雙重作用機理，塗層將能夠實現超級殺菌能力。我們希望利用這項技術，以安全、廉價和有效的方式創造無菌表面，特別是在細菌易於集聚和繁殖的地方。
IBN這項研究最近獲得了新加坡總理辦公室、國家研究基金會的「競爭研究計劃」的資助。研究團隊正在與陳篤生醫院合作，在未來5年內進一步開發這種塗層技術用於商業應用。（中國船舶工業綜合技術經濟研究院 丁宏）
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