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科技日报记者 张梦然
在人类与 细菌长达数百年的斗争中，可能很快会出现一种新武器：第一种可快速杀死细菌和病毒并持续数月的耐用涂层。美国密歇根大学工程师和免疫学家团队在《物质》杂 志发表的研究证明，新涂层对新冠病毒、大肠杆菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和多种其他病原体都具有致命性。即使在键盘、手机屏幕和涂有鸡肉的砧板等表面， 经过数月的反复清洁和磨损后，它仍能杀死99.9%的微生物。
有涂层和无涂层的电脑键盘、手机和带有生鸡肉的砧板上的细菌载量。图片来源：安尼什·图特佳/密歇根大学
论文共同通讯作者、密歇根大学材料科学与工程教授安尼什·图特佳表示，这种涂层可能会改变机场、医院等传统上充满细菌的公共场所的游戏规则。“我们从来没 有一个好的方法来保持机场触摸屏等经常接触表面的清洁。消毒液可在一两分钟内杀死细菌，但它们会迅速消散，使表面容易再次被污染。我们也有基于铜和锌等金 属的持久抗菌表面，但它们需要数小时才能杀死细菌。新涂层提供了两全其美的解决方案。”
即使透过一层厚厚的抗菌涂层，图像仍然保持清晰。图片来源：安尼什·图特佳/密歇根大学
这种透明涂层可刷涂或喷涂，具有耐用性和杀菌能力双重效果。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。涂层的耐用性则来自聚氨酯，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。
耐久性测试结果表明，该涂层可在其油开始蒸发并降低消毒能力之前持续杀死细菌至少6个月。用新油擦拭后，可重新提供新一轮保护。
新技术的关键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。研究团队发现了一种交联解决方案，它通过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。
但为了杀死细菌，油分子需要穿透细菌的细胞壁，如果它们被紧紧地束缚在基质中，就无法做到这一点。最终，研究人员在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。
确定了基本配方后，研究人员着手寻找一种活性成分的组合，以杀死各种最困扰人类的细菌。最终，他们发现了有效、安全且廉价的抗菌分子的精确平衡。研究人员强调，配方并不是一成不变的，可针对特定应用调整配方或重新平衡抗菌剂以杀死特定细菌。