一种新机制提高了抗菌表面的效率

抗生素耐药性已成为严重的公共卫生问题。医院感染、被感染且对治疗没有反应的假体或手术植入物对研究界来说是一个真正的挑战，多年来他们一直在寻找有效消除这些细菌的替代方法。2012 年，来自 Virgili 大学化学工程系的研究人员 Vladimir Baulin 和 Sergey Pogodin 开启了一系列研究，以开发受昆虫启发的抗菌模型。例如，蜻蜓的翅膀由纳米几何形状的复杂结构组成，可以高效杀死细菌。为了理解这些形式并将它们复制为新的抗菌材料，一个由 Vladimir Baulin、Marc Werner、

几年前开始的一系列研究已经发现，这些昆虫的翅膀由纳米柱结构组成，可以机械地消灭细菌，这被称为杀虫剂效应。这些机械杀菌特性——当细菌与柱子接触而无需使用任何化学物质时，它们几乎立即被杀死——提出了许多问题，研究人员正试图通过试验不同的形状和几何形状来回答这些问题，这将有助于他们了解哪种杀菌效果最好。

他们通过改变柱子的高度并保持其他尺寸不变来研究纳米表面的杀菌能力。刚刚发表在PNAS杂志上的结果表明，这些支柱的灵活性与其外观密切相关。“如果其中一个尺寸比其他尺寸长得多(例如，吉他弦或长柱子)，即使是坚固的刚性材料也会变得灵活，”弗拉基米尔·鲍林说。研究人员开发了一个物理模型这表明当细菌与这些柱子接触时，即使在如此小的规模下，它们也可以积累弹性能量。由于这个模型，现在可以计算其他结构的弹性响应并优化它们的抗菌性能。

由细菌接触引起的柱子变形力如此之大，甚至可以破坏细菌的细胞壁，从而为杀死它们提供了一种新的机制。这些力与施加在细菌细胞上的表面张力有关。靠近的细菌下方的柱子在边缘拉伸得更多，而位于细菌中心下方的柱子实际上没有变化。该研究表明，纳米表面柱子高度的逐渐变化可以决定它们的杀菌功效。

这一发现可能会产生一类全新的抗菌材料，其范围可能从食品包装到过滤器或口罩。与传统的过滤器不同，细菌会保留但不会失活，新的纳米级弹性材料可以在几分钟内安全地杀死细菌，这意味着它们无法激活任何防御机制或根本无法产生任何抵抗力，”鲍林总结道。

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