密歇根大学开发出一种聚氨酯耐用抗菌涂层，可快速杀死细菌和病毒

慧正资讯：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。

充满细菌的公共空间的游戏规则改变者

密歇根大学材料科学与工程教授，同时也是发表在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。

“我们从未有过一种好方法来保持机场触摸屏等经常接触的表面清洁。消毒清洁剂可以在一两分钟内杀死细菌，但它们会迅速消散并使表面容易再次感染。我们确实拥有基于铜和锌等金属的持久抗菌表面，但它们需要数小时才能杀死细菌。这种涂层提供了两全其美的效果，”Tuteja说。

这种透明的涂层可以刷涂或喷涂，通过以新的方式结合久经考验的成分，获得了耐用性和杀菌能力。它使用从茶树油和肉桂油中提取的抗菌分子，数百年来，这两种油都被用作安全有效的杀菌剂，可在两分钟内发挥作用。

涂层的耐用性来自聚氨酯，这是一种坚韧的、类似于清漆的密封剂，通常用于地板和家具等表面。

“我们测试的抗菌剂被FDA归类为“普遍认为是安全的”，有些甚至被批准为食品添加剂。聚氨酯是一种安全且非常常用的涂料。但我们确实进行了毒性测试以确定，我们发现我们的成分组合比当今的许多抗菌剂更安全，”Tuteja补充道。

可充电涂层

该研究的耐久性测试结果表明，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估计该技术可以在一年内投入商业使用；它已被授权给Hygratek。关键的挑战是将油和聚氨酯结合起来，让油分子发挥杀菌作用，同时防止它们快速蒸发。

研究小组在交联中找到了一种可能的解决方案，这是一种众所周知的过程，它使用加热在分子水平上将材料连接在一起。较小的油分子很容易与交联聚合物分子结合，形成稳定的基质。

但是为了杀死细菌，油分子需要穿透它们的细胞壁，如果它们被紧紧地束缚在基质中，它们就无法做到这一点。最终，他们通过部分交联材料找到了一个中间地带，足以让一些油分子自由发挥作用，但让其他分子与聚氨酯紧密结合。

“进行了一些试验和错误，但我们最终发现仅交联一些油就可以满足我们的需要。游离油倾向于与交联到基体中的油保持一致，从而帮助涂层持续更长时间，”Tuteja评论道。

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，或重新平衡抗菌剂以杀死特定细菌。

“我们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涂料，”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，原材料由科思创提供。

密歇根大学已经申请了一项基于这项技术的专利。Tuteja和密歇根大学在Hygratek拥有经济利益。