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科学研究：用金属抗菌
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科学研究：用金属抗菌
图片来源：Pixabay
只要与铜的表面接触几个小时，上面的微生物就会被杀死。而一种全新的技术则将这种人们常见的材料变得更加抗菌。
美国普渡大学的材料工程师拉西姆·拉西米（Rahim Rahimi）以通讯作者的身份在《先进材料·界面》（Advanced Materials Interfaces）杂志上发表了一篇论文。他说：“如今，细菌已经变得越来越难以对付，耐药性非常强。当然，病毒也是一样。因此有很多科学家都希望解决这个问题。有科学家想到，如果能创造出一种材料，只要细菌或是病毒与它接触，就能快速被杀灭，那该多好。毕竟，这可以有效阻碍致病微生物在环境中的传播。”目前，这项最新的研究主要关注如何杀死细菌。
铜是一种非常好的候选材料：在8000年前，就已经有人利用铜的这项特性了。南卡罗来纳医科大学的微生物学家迈克尔·施密特（Michael Schmidt，并未参与这项研究）表示，在青铜时代，人们把自己要喝的水储存在铜制容器中，以此减少得病的可能。他还解释说，铜之所以能杀灭细菌，只要是因为它有很好的导电性。当微生物接触铜的表面，铜很容易就会将细菌细胞膜上的电子带走。这个过程会使细菌的膜被撕裂，最终导致细菌被杀灭。
图片来源：Pixabay
为了加强这种效果，拉西米的团队用激光以毫秒级的速度照射铜质材料的表面，这样就能在光滑的表面制造出大量纳米级的凹洞，增加材料的整体表面积。施密特表示：“这种方法将铜质表面的‘平原’变成了高楼林立的‘曼哈顿’，有效增加了可以杀灭细菌的表面积。”经过这种技术处理的材料抗水性能也更好，因此，还可以更好地抵抗液体中的细菌。
图片来源：Pixabay
为了测试这种表面包含崎岖不平的微结构的材料，研究人员将大肠杆菌和已经有耐药性的金黄色葡萄球菌等菌株放在了两种材料的表面。一旦细菌开始接触表面经过处理的新材料，它们的细胞膜就开始遭受破坏。相比于没有经过处理的表面，这种新的技术可以更快地清除掉与材料接触的细菌。可以说，一旦接触经过处理的表面，细菌就开始死亡。根据菌株和富集状态的不同，只要40分钟到2个小时就能杀死表面所有的细菌。
拉西米表示，这种用激光处理铜表面的技术，还可以用在其他金属上，比如常在手术中用到的钛。他还说，无论什么金属都在某种程度上表现出了抗细菌的特质。虽然钛的导电性很差，相比于铜等高导电性的金属在杀死细菌方面的速度也更慢，但是一旦使用了激光处理技术，“就能让目标金属的抗菌能力显著加强。”他说。
撰文：索菲·布什维克（Sophie Bushwick）
翻译：杜永航
文章来源：环球科学
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只要与铜的表面接触几个小时，上面的微生物就会被杀死。而一种全新的技术则将这种人们常见的材料变得更加抗菌。
美国普渡大学的材料工程师拉西姆·拉西米（Rahim Rahimi）以通讯作者的身份在《先进材料·界面》（Advanced Materials Interfaces）杂志上发表了一篇论文。他说：“如今，细菌已经变得越来越难以对付，耐药性非常强。当然，病毒也是一样。因此有很多科学家都希望解决这个问题。有科学家想到，如果能创造出一种材料，只要细菌或是病毒与它接触，就能快速被杀灭，那该多好。毕竟，这可以有效阻碍致病微生物在环境中的传播。”目前，这项最新的研究主要关注如何杀死细菌。
铜是一种非常好的候选材料：在8000年前，就已经有人利用铜的这项特性了。南卡罗来纳医科大学的微生物学家迈克尔·施密特（Michael Schmidt，并未参与这项研究）表示，在青铜时代，人们把自己要喝的水储存在铜制容器中，以此减少得病的可能。他还解释说，铜之所以能杀灭细菌，只要是因为它有很好的导电性。当微生物接触铜的表面，铜很容易就会将细菌细胞膜上的电子带走。这个过程会使细菌的膜被撕裂，最终导致细菌被杀灭。
图片来源：Pixabay
为了加强这种效果，拉西米的团队用激光以毫秒级的速度照射铜质材料的表面，这样就能在光滑的表面制造出大量纳米级的凹洞，增加材料的整体表面积。施密特表示：“这种方法将铜质表面的‘平原’变成了高楼林立的‘曼哈顿’，有效增加了可以杀灭细菌的表面积。”经过这种技术处理的材料抗水性能也更好，因此，还可以更好地抵抗液体中的细菌。
图片来源：Pixabay
为了测试这种表面包含崎岖不平的微结构的材料，研究人员将大肠杆菌和已经有耐药性的金黄色葡萄球菌等菌株放在了两种材料的表面。一旦细菌开始接触表面经过处理的新材料，它们的细胞膜就开始遭受破坏。相比于没有经过处理的表面，这种新的技术可以更快地清除掉与材料接触的细菌。可以说，一旦接触经过处理的表面，细菌就开始死亡。根据菌株和富集状态的不同，只要40分钟到2个小时就能杀死表面所有的细菌。
拉西米表示，这种用激光处理铜表面的技术，还可以用在其他金属上，比如常在手术中用到的钛。他还说，无论什么金属都在某种程度上表现出了抗细菌的特质。虽然钛的导电性很差，相比于铜等高导电性的金属在杀死细菌方面的速度也更慢，但是一旦使用了激光处理技术，“就能让目标金属的抗菌能力显著加强。”他说。
撰文：索菲·布什维克（Sophie Bushwick）
翻译：杜永航
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