علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
Liquid metal coating creates effective antiviral, antimicrobial fabric
(Tracey Peake – بقلم: تريسي بيك)
ملخص المقالة:
استخدم فريق دولي من الباحثين الغاليوم السائل لإنشاء طلاء مضاد للفيروسات ومضاد للميكروبات واختباره على مجموعة من الأقمشة، بما في ذلك أقنعة الوجه. والتصق الطلاء بقوة أكبر في النسيج من بعض الطلاءات المعدنية التقليدية مثل النحاس والفضة التي تعاني من مشاكل منها عدم التجانس أو تعقيد المعالجة أو سوء الالتصاق. وقد قضى طلاء الغاليوم على 99 في المائة من العديد من مسببات الأمراض الشائعة في غضون خمس دقائق.
( المقالة )
استخدم فريق دولي من الباحثين الغاليوم (Ga) السائل لإنشاء طلاء مضاد للفيروسات ومضاد للميكروبات واختباره على مجموعة من الأقمشة، بما في ذلك أقنعة الوجه. والتصق الطلاء بقوة أكبر في النسيج من بعض الطلاءات المعدنية التقليدية، وقضى على 99 في المائة من العديد من مسببات الأمراض الشائعة في غضون خمس دقائق.
ويقول مايكل ديكي، المؤلف المشارك في ورقة بحثية عن العمل، وأستاذ ‘كاميل وهنري دريفوس’ للهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية في جامعة ولاية كارولينا الشمالية: “يمكن للميكروبات البقاء على قيد الحياة على الأقمشة التي تستخدمها المستشفيات للفراش والملابس وأقنعة الوجه لفترة طويلة”. وأضاف: “طلاء الأسطح المعدنية مثل النحاس أو الفضة هي وسيلة فعالة للقضاء على مسببات الأمراض هذه، ولكن العديد من تقنيات طلاء الجسيمات المعدنية لديها مشاكل مثل عدم التجانس، أو تعقيد المعالجة، أو سوء الالتصاق”.
وشرع البروفيسور ديكي وزملاؤه من جامعة ولاية كارولاينا الشمالية وجامعة سونغكوينكوان في كوريا وجامعة معهد ملبورن الملكي للتقنية في أستراليا في تطوير طريقة بسيطة وفعالة من حيث التكلفة لترسيب الطلاء المعدني على القماش.
أولا، وضع الباحثون الغاليوم السائل في محلول الإيثانول واستخدموا الموجات الصوتية – وهي عملية تعرف باسم صوتنة (sonication) [١] – لإنشاء جسيمات الغاليوم النانوية. ثم تم رش محلول الجسيمات النانوية على القماش والتصق الغاليوم بالألياف عندما تبخر الإيثانول.
ثم قام الباحثون بغمس النسيج المطلي بالغاليوم في محلول كبريتات النحاس، مما خلق تفاعل استبدال غلفاني (galvanic) تلقائي. ويرَسِّب التفاعل النحاس على النسيج، مما يخلق طبقة من الجسيمات النانوية المصنوعة من سبائك النحاس المعدنية السائلة.
ولاختبار خصائص النسيج المطلي المضادة للميكروبات، عرَّض فريق البحث النسيج لثلاثة ميكروبات شائعة: المكورات العنقودية الذهبية، والإشريكية القولونية، والمبيضات البيض. وتنمو هذه الميكروبات بقوة على الأقمشة غير المطلية. وقضى النسيج المطلي بسبائك النحاس على أكثر من 99٪ من مسببات الأمراض في غضون خمس دقائق، وهو ما كان أكثر فعالية بكثير من عينات التحكم المغلفة بالنحاس فقط.
وتعاون الفريق مع إليسا كريسي، الأستاذة المساعدة في علم الفيروسات في جامعة ولاية كارولاينا الشمالية، وفرانك شولي، الأستاذ المشارك في العلوم البيولوجية في جامعة ولاية كارولاينا الشمالية، لإظهار أن الطلاء يعمل أيضا ضد الفيروسات. وتم اختبار الطلاء ضد الأنفلونزا البشرية (H1N1) والفيروس التاجي (HCoV 229E وهو في نفس عائلة السارس “كوفيد-2”). وقضت الطلاءات على الفيروسات بعد خمس دقائق.
ويقول في خانه ترونغ، نائب رئيس الجامعة لزمالة ما بعد الدكتوراه في جامعة معهد ملبورن الملكي للتقنية، وباحث ‘فولبرايت’ الزائر والمؤلف المشارك للبحث: “تشير اختباراتنا إلى أن هذه الأقمشة المطلية بالنحاس المعدني السائل تظهر أداء فائقا مضادا للميكروبات مقارنة بالأسطح الأخرى المطلية بالنحاس واثنين من أقنعة الوجه التجارية المضادة للميكروبات، يعتمدان على النحاس والفضة على التوالي”.
ويتابع كي يون كوون، مساعد ما بعد الدكتوراه في جامعة سونغكونكوان والمؤلف الأول للبحث: “هذه طريقة أفضل لتوليد الطلاءات المعدنية للأقمشة، وخاصة بالنسبة للتطبيقات المضادة للميكروبات، سواء من حيث الالتصاق أو الأداء المضاد للميكروبات”.
ويضيف البروفيسور تاي-إل كيم، المؤلف المشارك في البحث والأستاذ في جامعة سونغكونكوان: “يمكن أن يعمل أيضا مع معادن أخرى غير النحاس، مثل الفضة. إنها أيضا طريقة بسيطة، والتي ينبغي أن تكون واضحة نسبيا للتوسع في الإنتاج الضخم”.
ويظهر البحث في مجلة “المواد المتقدمة” (Advanced Materials) وتدعمه المؤسسة الوطنية للبحوث في كوريا. كما ساهم في العمل باحث ‘فولبرايت’ الزائر صموئيل تشيزمان من جامعة معهد ملبورن الملكي للتقنية.
*تمت الترجمة بتصرف
المصدر:
https://phys.org/news/2021-09-liquid-metal-coating-effective-antiviral.html
لمزيد من المعلومات: كي يون كوون وآخرون، A Liquid Metal Mediated Metallic Coating for Antimicrobial and Antiviral Fabrics, Advanced Materials (2021). DOI: 10.1002/adma.202104298
الهوامش:
[١] تشير الصوتنة (sonication) إلى عملية تطبيق الطاقة الصوتية لتحريك الجسيمات أو الألياف المتقطعة في السائل. عادة ما تستخدم الترددات فوق الصوتية (> 20 كيلو هرتز)، وبالتالي فإن العملية تعرف أيضا باسم الموجات فوق الصوتية. المصدر: https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/sonication