Mikro-nanoměď. Kredit: RMIT.

Není tajemstvím, že měď při kontaktu zabíjí bakterie. Trvá to ale dlouho, celé hodiny. Nová mikro-nanoměď je oproti tomu téměř jako antická Medúza, která zabíjela pouhým pohledem. Zlikviduje prakticky všechny bakterie v dosahu během pouhých 2 minut. Být bakterií, tak z tohoto materiálu mám opravdu strach.

Ma Qian. Kredit: Margund Sallowsky/RMIT.

Běžná měď likviduje bakterie tím, že uvolňuje ionty, které proděraví ochranné membrány bakterií jako vystřelené kulky. Tento proces je ale mnohem pomalejší než střelba. Bakterie umírají za hodinu, dvě a někdy až za čtyři hodiny. To znamená, že když se měď použije jako antibakteriální povrch, například na kliku u dveří, tak nijak zvlášť nezabrání přenosu mikrobů, pokud ke kontaktům nedochází s velkým časovým odstupem.

Australští odborníci RMIT University a vědecké agentury CSIRO vyvinuli speciálně upravenou měď, která je v zabíjení bakterií mnohem nemilosrdnější. Začali slitinou z mědi a manganu. Poté použili levný proces selektivního loužení (anglicky selective leaching nebo dealloying), který spočívá v odstraňování určitého prvky ze slitiny korozí. V tomto případě odstranili atomy manganu. Výsledkem jejich úsilí byla mikro-nanoměď, tedy porézní struktura mědi, která obsahuje množství dutin v mikro- i nanoměřítku.

Zlaté stafylokoky po 2 minutách na a) nerezové oceli, b) standardní mědi, c) plus d) mikro-nanomědi. Kredit: RMIT.

Díky této struktuře má mikro-nanoměď dramaticky větší plochu povrchu než tradiční měď. V důsledku toho se z mikro-nanomědi uvolňuje mnohem více iontů mědi, které pak masivně atakují všechny bakterie v dosahu. Dalším podstatným rozdílem je chování vody. Voda na povrchu tradiční mědi vytváří kapky vody, zatímco do mikro-nanomědi se vsákne a vytvoří tenký film. Bakterie se tím pádem rychle dostanou do těsné blízkosti mědi a pro měděné ionty je o to snazší je pozabíjet.

Jak říká vedoucí výzkumného týmu Ma Qian z RMIT, standardní měděný povrch zabije do 4 hodin asi 97 procent buněk zlatého stafylokoka. Když to zkusili s mikro-nanomědí, tak vymazala 99,99 procent buněk této bakterie do 2 minut. To je zhruba 120krát rychleji. Badatelé teď zkoušejí, co udělá mikro-nanoměď s pandemickým koronavirem.

Video: Additively manufactured metal surfaces and influence on tensile and fatigue performance - Ma Qian

Literatura

New Atlas 13. 12. 2021.

Biomaterials 280: 121271.