Il team internazionale di ricercatori ha utilizzato il gallio liquido per creare un rivestimento antivirale e antimicrobico e l’ha testato su una gamma di tessuti, comprese le mascherine. Il rivestimento ha aderito più fortemente al tessuto rispetto ad alcuni rivestimenti metallici convenzionali, eliminando entro cinque minuti, il 99% di diversi agenti patogeni comuni.
La ricerca pubblicata nella rivista Advanced Materials, è stata supportata dalla National Research Foundation of Korea. Ha contribuito al lavoro anche il Fulbright Scholar Samuel Cheeseman della RMIT University.
Tessuto antivirale e antimicrobico
I tessuti sono ampiamente utilizzati negli ospedali e in molti altri ambienti per biancheria da letto, abbigliamento e mascherine per il viso, tuttavia, i patogeni microbici possono sopravvivere a lungo sulle superfici, portando alla trasmissione microbica. I rivestimenti superficiali con particelle metalliche sono stati ampiamente utilizzati per sradicare gli agenti patogeni, tuttavia, le attuali tecnologie di rivestimento di particelle metalliche incontrano numerosi problemi come non uniformità, complessità di elaborazione e scarsa adesione.
Particelle di metallo liquido per il rivestimento delle mascherine
I ricercatori per superare questi problemi, hanno creato un metodo semplice e facile da controllare per rivestire un’ampia gamma di tessuti utilizzando particelle di metallo liquido di gallio (LM) per facilitare la deposizione di particelle di lega di rame metallo liquido (LMCu). Le particelle di gallio liquido (Ga) sul tessuto forniscono siti di nucleazione per la formazione di particelle LMCu a temperatura ambiente tramite sostituzione galvanica degli ioni Cu2+. Il LM aiuta a promuovere una forte adesione delle particelle al tessuto. La presenza delle particelle LMCu entro 5 minuti può sradicare oltre il 99% degli agenti patogeni (inclusi batteri, funghi e virus), il che è significativamente più efficace dei campioni di controllo rivestiti con solo Cu. Il rivestimento rimane efficace per molteplici utilizzi e contro goccioline e aerosol contaminati, come quelli riscontrati nelle mascherine facciali.
Michael Dickey, professore di ingegneria chimica e biomolecolare presso l’Università Statale della Carolina del Nord, co-autore della ricerca, ha detto:
«I microbi possono sopravvivere per lungo tempo in tessuti che gli ospedali utilizzano per biancheria da letto, indumenti e mascherine per il viso. I rivestimenti superficiali metallici come il rame o l’argento sono un metodo efficace per sradicare questi agenti patogeni, ma molte tecnologie di rivestimento di particelle metalliche presentano problemi come non uniformità, complessità di elaborazione o scarsa adesione».
Utilizzo delle onde sonore
Michael Dickey e colleghi dell’Università statale della Carolina del Nord, dell’Università di Sungkyunkwan (SKKU) in Corea del Sud e della RMIT Università di Melbourne, in Australia, hanno deciso di sviluppare un metodo semplice ed economico per depositare rivestimenti metallici su tessuto.
I ricercatori per creare nanoparticelle di Ga, in primo luogo hanno posto il gallio liquido (Ga) in una soluzione di etanolo, poi hanno utilizzato le onde acustiche, in particolare ultrasoniche, un processo noto come sonicazione. La soluzione di nanoparticelle è stata quindi spruzzata sul tessuto e il Ga ha aderito alle fibre mentre l’etanolo evaporava. I ricercatori quindi hanno immerso il tessuto rivestito di Ga in una soluzione di solfato di rame, creando una reazione spontanea di sostituzione galvanica. La reazione deposita rame sul tessuto, creando un rivestimento di nanoparticelle di lega di rame metallico liquido.
Proprietà antimicrobiche del tessuto rivestito
Il team di ricerca per testare le proprietà antimicrobiche del tessuto rivestito, l’ha esposto a tre microbi comuni: Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Candida albicans, questi microbi crescono in modo aggressivo su tessuti non rivestiti. Il tessuto rivestito in lega di rame entro cinque minuti ha sradicato oltre il 99% degli agenti patogeni, un risultato significativamente più efficace rispetto ai campioni di controllo rivestiti con solo rame.
Il team per dimostrare che i rivestimenti funzionano anche contro i virus, ha collaborato con Elisa Crisci, assistente professoressa di virologia presso l’Università Statale della Carolina del Nord, e Frank Scholle, professore associato di scienze biologiche presso l’Università Statale della Carolina del Nord.
I rivestimenti sono stati testati contro l’influenza umana (H1N1) e il coronavirus umano (HCoV 229E), che appartiene alla stessa famiglia del virus SARS-CoV-2, responsabile della pandemia Covid-19. I rivestimenti hanno sradicato i virus dopo cinque minuti.
Vi Khanh Truong della RMIT Università di Melbourne, co-autore della ricerca, ha detto:
«I nostri test indicano che questi tessuti rivestiti in metallo-rame liquido, dimostrano prestazioni antimicrobiche superiori rispetto ad altre superfici rivestite in rame, e a due mascherine antimicrobiche in commercio che si basano rispettivamente su rame e argento».
Ki Yoon Kwon dell’Università di Sungkyunkwan (SKKU), primo autore della ricerca, ha affermato:
«È questo un metodo migliore per generare nei tessuti rivestimenti metallici, in particolare per applicazioni antimicrobiche, sia in termini di adesione, sia di prestazioni antimicrobiche».
Tae-il Kim, dell’Università di Sungkyunkwan (SKKU), co-autore della ricerca, ha detto:
«Il rivestimento dei tessuti potrebbe funzionare anche con metalli diversi dal rame, come l’argento. Il nostro metodo dovrebbe essere relativamente semplice da scalare per la produzione di massa».
