Российско-чешский научный коллектив синтезировал биоразлагаемые наногибридные волокна с серебром и медью в составе, которые станут основой самодезинфицирующихся фильтров для защиты от ковида и других вирусов в общественных местах. Результаты проекта опубликованы в международном научном журнале Molecules.
Несмотря на многочисленные усилия по замедлению распространения вируса, включая вакцины, диагностические технологии и разработки в области мер наблюдения для отслеживания контактов с ковид-положительными пациентами, быстрый рост заболеваемости не замедлился.
Пандемия COVID-19 выявила потребность в недорогих материалах, которые могут эффективно защищать людей от вирусов, передающихся по воздуху или через поверхности. Поскольку единого решения, предотвращающего распространение вирусных инфекций, до сих пор не существует, необходимы многоступенчатые механизмы персональной защиты, чтобы заблокировать или хотя бы замедлить скорость передачи вируса.
Для решения этой проблемы группа ученых из НИТУ «МИСиС» (Москва), НИИ клинической и экспериментальной лимфологии и НИИ вирусологии РАН (Новосибирск) и Центрально-Европейского технологического института (Брно, Чехия) разработала широкий спектр тонких биоразлагаемых нановолокон, содержащих серебро или медь.
«Ученые НИТУ «МИСИС» ведут передовые исследования, направленные на решение самых актуальных задач, стоящих перед человечеством. Среди них – поиск эффективных способов борьбы с распространением новой коронавирусной инфекции. Одно из направлений работы научно-исследовательской лаборатории «Неорганические наноматериалы», которую возглавляет д.ф.-м.н., профессор Дмитрий Штанский, – создание материалов для биомедицинских целей. Результатом нового исследования, проведенного учеными лаборатории, стал синтез биоразлагаемых антибактериальных волокон с содержанием серебра или меди, которые могут использоваться для защиты от заражения вирусными инфекциями, в том числе COVID-19», — рассказала ректор НИТУ «МИСИС» Алевтина Черникова.
По словам разработчиков, ультратонкие волокна, полученные методом электроформования, могут применяться в качестве активных фильтрующих слоев благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам, а именно малому весу, малому размеру пор, высокой проницаемости, высокой удельной поверхности (от 1 до 100 м2/г в зависимости от диаметра волокна и пористости), хорошей взаимосвязи пор и возможности включения активных химических частиц на наноуровне.
«Производство одного из видов материала включало в себя осаждение оксида титана с последующей имплантацией ионов серебра в нановолокна поликапролактона. В другом случае, покрытие нановолокон слоем меди было успешно выполнено методом магнетронного распыления. По итогам испытания, противовирусная активность, оцененная по широко используемой методике с культивированием клеток VeroE6, была наибольшей для образцов поликапролактон-медь. Образцы, покрытые оксидом титана с имплантированным серебром, противовирусной активности не показали», — рассказала соавтор исследования, научный сотрудник лаборатории «Неорганические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Елизавета Пермякова.
Как предполагают ученые, эта разница в эффективности действия нановолокнистых материалов, содержащих медь и серебро, может быть связана с различной концентрацией ионов, высвобождаемых из образцов: 80 мкг/л/сутки для Cu2+ против 15 мкг/л/сутки для Ag.
По словам разработчиков, высокая противовирусная активность нановолокон с медью открывает прекрасную возможность для подготовки недорогих самодезинфицирующихся материалов для защиты от ковида. Они могут применяться в фильтрации воздуха и для производства лицевых масок, не требующих стирки и дезинфекции.
Грубая оценка структуры затрат на производство масок из нановолокна поликапролактон-медь показала, что изготовление одной лицевой маски будет стоить 0,28 доллара США.
Научная работа выполнена в рамках проекта Российского Фонда Фундаментальных Исследований ( №20-52-26020).