慧正資訊：在我们与细菌的百年之战中，可能很快就会有一种新的武器，第一种耐用的涂层，可以快速杀死细菌和病毒，并持续杀死它们几个月。

它由密歇根大学的工程师和免疫学家团队开发，证明对SARS-CoV-2（导致 COVID-19 的病毒）、大肠杆菌、MRSA和多种其他病原体具有致命性。即使在键盘、手机屏幕和涂有鸡肉的砧板等现实世界表面经过数月的反复清洁、磨损和其他惩罚后，它仍能杀死99.9%的微生物。

充滿細菌的公共空間的遊戲規則改變者

密歇根大學材料科學與工程教授，同時也是發表在Matter上的论文的共同通讯作者Anish Tuteja表示，这种涂层可能会改变机场和医院等传统上充满细菌的公共场所的游戏规则。

“我們從未有過一種好方法來保持機場觸摸屏等經常接觸的表面清潔。消毒清潔劑可以在一兩分鍾內殺死細菌，但它們會迅速消散並使表面容易再次感染。我們確實擁有基于銅和鋅等金屬的持久抗菌表面，但它們需要數小時才能殺死細菌。這種塗層提供了兩全其美的效果，”Tuteja說。

這種透明的塗層可以刷塗或噴塗，通過以新的方式結合久經考驗的成分，獲得了耐用性和殺菌能力。它使用從茶樹油和肉桂油中提取的抗菌分子，數百年來，這兩種油都被用作安全有效的殺菌劑，可在兩分鍾內發揮作用。

塗層的耐用性來自聚氨酯，這是一種堅韌的、類似于清漆的密封劑，通常用于地板和家具等表面。

“我們測試的抗菌劑被FDA歸類爲“普遍認爲是安全的”，有些甚至被批准爲食品添加劑。聚氨酯是一种安全且非常常用的塗料。但我们确实进行了毒性測試以确定，我们发现我们的成分组合比当今的许多抗菌劑更安全，”Tuteja补充道。

可充電塗層

该研究的耐久性測試结果表明，该涂层可以在其油开始蒸发并降低其消毒能力之前，持续杀死细菌六个月或更长时间。但即便如此，Tuteja说它可以通过用新鲜油擦拭来充电。新油被表面重新吸收，重新开始循环。

Tuteja估計該技術可以在一年內投入商業使用；它已被授權給Hygratek。關鍵的挑戰是將油和聚氨酯結合起來，讓油分子發揮殺菌作用，同時防止它們快速蒸發。

研究小組在交聯中找到了一種可能的解決方案，這是一種衆所周知的過程，它使用加熱在分子水平上將材料連接在一起。較小的油分子很容易與交聯聚合物分子結合，形成穩定的基質。

但是爲了殺死細菌，油分子需要穿透它們的細胞壁，如果它們被緊緊地束縛在基質中，它們就無法做到這一點。最終，他們通過部分交聯材料找到了一個中間地帶，足以讓一些油分子自由發揮作用，但讓其他分子與聚氨酯緊密結合。

“進行了一些試驗和錯誤，但我們最終發現僅交聯一些油就可以滿足我們的需要。遊離油傾向于與交聯到基體中的油保持一致，從而幫助塗層持續更長時間，”Tuteja評論道。

有效和安全的活性成分

一旦确定了基本配方，研究人员就着手寻找一种活性成分的组合，可以杀死各种最困扰人类的细菌。为了确定具有代表性的微生物样本，他们与共同通讯作者Christiane E. Wobus 和J. Scott VanEpps 合作。最终，他们发现了有效、安全和成本低的抗菌分子的精确平衡。

Tuteja强调他们并没有被锁定在一个特定的公式中。该团队对个别成分特性的了解使他们能够调整配方以适应特定应用，或重新平衡抗菌劑以杀死特定细菌。

“我們的目标绝不只是开发一次性涂层，而是开发一个可供借鉴的基础材料属性库。如果我们能够了解这些特性，那么我们就可以开发出满足特定应用需求的塗料，”Tuteja进一步补充道。

该研究由美国海军研究办公室资助，密歇根大学、Marie Sk？odowska-Curie Actions、美国国立卫生研究院和国防部提供额外支持，原材料由科思創提供。

密歇根大學已經申請了一項基于這項技術的專利。Tuteja和密歇根大學在Hygratek擁有經濟利益。