Le ali di cicale e libellule distruggono i batteri, hanno ispirato nuove confezioni antibatteriche (Video)

La nanostruttura realizzata in laboratorio da un team di scienziati australiano-giapponese uccide fino al 70% dei batteri e mantiene la sua efficacia quando viene trasferita sulla plastica. I ricercatori hanno detto che più del 30% del cibo prodotto per il consumo umano diventa rifiuto, con intere spedizioni respinte se viene rilevata la crescita batterica.
La nuova ricerca pone le basi per una riduzione significativa degli sprechi, in particolare nelle esportazioni di carne e prodotti lattiero-caseari, nonché per prolungare la durata di conservazione e migliorare la qualità, la sicurezza e l’integrità degli alimenti confezionati su scala industriale.
Elena Ivanova della RMIT University di Melbourne, in Australia, ha affermato che il team di ricerca ha applicato con successo un fenomeno naturale a un materiale sintetico, la plastica:
«L’eliminazione della contaminazione batterica è un enorme passo avanti nell’estensione della durata di conservazione degli alimenti. Sapevamo che le ali delle cicale e delle libellule erano dei killer di batteri altamente efficienti e che potevano aiutare ad ispirare una soluzione, ma replicare la natura è sempre una sfida. Abbiamo creato una nanotessitura che imita l’effetto di distruzione dei batteri delle ali degli insetti e mantiene il suo potere antibatterico quando è stampata sulla plastica. È questo un grande passo avanti verso una soluzione di imballaggio naturale, non chimica e antibatterica per l’industria alimentare e manifatturiera».
La ricerca, pubblicata nella rivista ACS Applied Nano Materials, è una collaborazione tra RMIT University, Tokyo Metropolitan University e The Kaiteki Institute di Mitsubishi Chemical. L’Australia nel 2015, ha esportato in Giappone 3,1 miliardi di dollari di prodotti alimentari e agricoli, diventando così il quinto esportatore di tali prodotti nel paese.

Ecco come funziona la nanostruttura antibatterica
Le ali di libellula e cicala sono ricoperte da una vasta gamma di nanopillari: punte smussate di dimensioni simili alle cellule batteriche, i batteri quando si depositano su un’ala, lo schema dei nanopillari separa le cellule, rompendo le loro membrane, uccidendoli.
Elena Ivanova ha detto:
«È come allungare un guanto di lattice, man mano che si allunga lentamente, il punto più debole del lattice si assottiglia e alla fine si strappa».
Il team di Elena Ivanova ha sviluppato la propria nanostruttura replicando i nanopillari degli insetti e sviluppando propri nanomodelli. Le cellule batteriche per essere valutate per la capacità antibatterica della textura, sono state monitorate presso la struttura di microscopia e microanalisi di livello mondiale di RMIT University di Melbourne. I migliori modelli antibatterici sono stati condivisi con il team giapponese, che ha sviluppato un metodo per riprodurre i modelli su polimero plastico.
Il team d Elena Ivanova tornato in Australia, ha testato i modelli di plastica su scala nanometrica, ha scoperto quello che replica meglio le ali degli insetti, ed è anche più facile da fabbricare e scalare.
Elena Ivanova ha detto che a causa della sua flessibilità, trattare la plastica era più difficile di altri materiali come il silicio e i metalli, ha aggiunto:
«La nanostruttura creata in questo studio regge bene quando è usata nella plastica rigida. La nostra prossima sfida è adattarla per l’uso su plastica più morbida».
Elena Ivanova e i suoi colleghi da quando hanno scoperto la natura battericida delle ali degli insetti una decina di anni fa, hanno lavorato per progettare il modello su scala nanometrica ottimale per sfruttare i poteri battericidi degli insetti e usarlo su una serie di materiali.
Fino a poco tempo fa, era difficile trovare una tecnologia adatta a riprodurre questa nanotessitura su una scala adatta alla produzione, ora la tecnologia esiste per scalare e applicare le proprietà antibatteriche agli imballaggi, tra una serie di altre potenziali applicazioni, come i dispositivi di protezione personale.
La loro nuova ricerca si basa su uno studio del 2020 sull’uso di nanomateriali ispirati agli insetti per combattere i superbatteri (vedi video).

Il team desidera collaborare con potenziali partner nella fase successiva della ricerca, potenziando la tecnologia e determinando i modi migliori per produrre in serie l’imballaggio antibatterico.
ali cicale distruggono battericonfezioni antibatteriche per cibi