Profesor Elena Ivanova z RMIT University w Melbourne w Australii powiedziała, że zespół badawczy z powodzeniem zastosował naturalne zjawisko do materiału syntetycznego jakim są tworzywa. „Wyeliminowanie skażenia bakteryjnego to ogromny krok w kierunku wydłużenia okresu przydatności do spożycia żywności” – powiedziała Ivanova. „Wiedzieliśmy, że skrzydła cykad i ważek są wysoce skutecznymi zabójcami bakterii i mogą pomóc zainspirować rozwiązanie, ale replikowanie natury zawsze jest wyzwaniem.

„Stworzyliśmy teraz nanoteksturowanie, które naśladuje niszczący bakterie efekt skrzydeł owadów i zachowuje swoją antybakteryjną moc po wydrukowaniu na wyrobach z tworzyw. To duży krok w kierunku naturalnego, nie chemicznego, antybakteryjnego rozwiązania opakowaniowego dla przemysłu spożywczego i produkcyjnego.”

Skrzydła ważki i cykady pokryte są szeroką gamą nanofilarów - tępych kolców o rozmiarach podobnych do komórek bakterii. Kiedy bakterie osiedlają się na skrzydle, układ nanofilarów rozrywa komórki, rozrywając ich błony i zabijając je. „To jak rozciąganie rękawicy lateksowej” – powiedziała Ivanova. „Gdy się powoli rozciąga, najsłabszy punkt lateksu stanie się cieńszy i ostatecznie pęknie”.

Zespół Ivanovej opracował nanoteksturę, replikując nanofilary owadów i opracowując własne nanowzorce. Aby ocenić zdolność antybakteryjną wzoru, komórki bakteryjne były monitorowane w światowej klasy ośrodku mikroskopii i mikroanalizy RMIT.

Najlepsze wzory antybakteryjne zostały udostępnione zespołowi z Japonii, który opracował sposób na odtworzenie wzorów na polimerze. Po powrocie do Australii zespół Ivanovy przetestował nanowzory i znalazł ten, który najlepiej replikuje skrzydła owadów, ale jest też najłatwiejszy do wyprodukowania i zwiększenia skali działalności. Ivanova powiedziała, że radzenie sobie z tworzywami było trudniejsze niż z innymi materiałami, takimi jak krzem i metale, ze względu na jego elastyczność.

„Nanoteksturowanie stworzone w tym badaniu ma swoje właściwości, gdy jest stosowane w odpowiednio twardych tworzywach. Naszym kolejnym wyzwaniem jest przystosowanie go do stosowania na bardziej miękkich materiałach” - powiedziała. Odkąd dziesięć lat temu Ivanova i jej koledzy odkryli bakterie zabijające naturę owadzich skrzydeł, pracowali nad zaprojektowaniem optymalnego nanowzoru, który wykorzystałby moc zabijania bakterii przez owady i wykorzystał go na różnych materiałach.

Do niedawna trudno było znaleźć odpowiednią technologię do odtworzenia tego nanoteksturowania na skalę odpowiednią do produkcji.Ale teraz istnieje technologia umożliwiająca zwiększenie skali i zastosowanie właściwości antybakteryjnych do opakowań, wśród szeregu innych potencjalnych zastosowań, takich jak środki ochrony osobistej. Ich nowe badania opierają się na badaniu z 2020 r. nad wykorzystaniem nanomateriałów inspirowanych owadami do zwalczania superbakterii.

Zespołowi zależy na współpracy z potencjalnymi partnerami w kolejnym etapie badań - rozbudowie technologii i ustaleniu najlepszych sposobów masowej produkcji opakowań antybakteryjnych.

Źródło: Uniwersytet RMIT