Поверхні, яких ми торкаємося кожного дня, – потенційні знаряддя перенесення хвороб. Так, вірус Sars-CoV-2, який є причиною хвороби Covid-19, успішно виживає на стінах, дверях, ручках дверей, папері та інших поверхнях. На картоні він не гине протягом доби, а на нержавійці чи пластику протягом трьох. Отримана дослідниками інформація свідчить про те, що Sars-CoV-2 може довго зберігати життєздатність на ламінованих або пластикових поверхнях, ручках дверей та інших твердих предметах. На пористих поверхнях вірус гине трохи швидше, але все одно живе досить довго для того, щоб стати джерелом зараження для контактуючих осіб.
Деякі вчені сподіваються, що ми можемо знищувати заразні мікроорганізми ще до того, як вони потраплять в організм, просто змінивши текстуру поверхонь або покривши ці поверхні спеціальним шаром, що пришвидшує загибель вірусів та бактерій. Для цього медичні заклади, суспільні та приватні установи вже використовують засоби для нанозахисту, зокрема фотокаталізатори.
Високотехнологічні покриття у боротьбі з пандеміями
На думку вчених, у майбутніх протистояннях з інфекційними хворобами та пандеміями засоби та поверхні, що мають антибактеріальні властивості, можуть стати важливим інструментом. Уже сьогодні для світу, що бореться з вірусом Covid-19, проблема небачено актуальна.
Розглянемо матеріали, що самостійно знищують мікроби та, на думку вчених, допоможуть людству встояти перед епідеміями.
- дослідник інфекційних хвороб в Імперському коледжі Лондона (Великобританія) Джеральд Ляруа-Момю робить ставку на мідні сплави. Іони міді спроможні на знищення майже 100% бактерій всього за пару годин. І хоча не представляється можливим покрити всі поверхні навколо міддю, Ляруа-Момю вважає, що для стримування поширення мікробів і зниження зараження мідь можна використовувати в сплавах в "гарячих точках", до яких люди постійно торкаються – кнопках ліфтів, дверних ручках і т.д.
- Графенові наноматеріали. Контакт між бактеріальними клітинами та «гострими» краями графенових наностінок приводить до розсічення мембран бактерій і їх загибелі (хоча ці мікроскопічні бритви можуть пошкодити й шкіру людини).
- Природні матеріали. Так, розбризкування олії чайного дерева надає активний ефект проти вірусів. Всього за 5-15 хвилин впливу. Пробка зарекомендувала себе як надзвичайно ефективний антибактеріальний матеріал проти золотистого стафілокока. А екстракти хмелю застосовувалися для виробництва схожого на пластик покриття, яке запобігає зростанню певних типів бактерій на поверхнях.
Дослідження щодо використання подібних матеріалів у боротьбі з вірусами та бактеріями поки тільки на експериментальній стадії. В теорії названі природні речовини, які можна було б використати для боротьби з мікробами, але точну кількість основних інгредієнтів і типи мікроорганізмів, на боротьбу з якими будуть спрямовані ці покриття ще належить встановити.
Водночас сьогодні вже використовуються засоби на основі діоксиду титану (TiO2). Коли на речовину впливає ультрафіолетове випромінювання, вона утворює активні форми кисню, такі як пероксиди, які інактивують (блокують) мікроби.
"Таким поверхням не потрібна якась спеціальна обробка", - підкреслює Олена Іванова, молекулярний біохімік з університету Мельбурну королівського технологічного університету (Австралія).
Діоксид титану у боротьбі з мікробами
Оксид титану за допомогою фотокаталізу розщеплює мікроорганізми, вбиває бактерії, цвіль і віруси. Під впливом світла на обробленої поверхні з нього утворюються сильні окислювачі: О- і ОН радикал, які розкладають небезпечні органічні забруднюючі речовини в повітрі на нешкідливі СО2 і Н2О.
Застосування властивостей оксиду титану:
- Фотокаталітичні рецеркулятори повітря
Це пристрої, здатні очистити повітря в приміщенні від неприємних запахів, хвороботворних бактерій, грибків і вірусів.
- Фотокаталітичні системи очищення води
Системи побудовані на дезінфікуванні води ультрафіолетом вже широко застосовуються. Якщо додати в таку систему поверхні з оксидом титану, то ефективність її багаторазово зросте.
- Фотокаталітичні фільтри очищення викидів в атмосферу
Фотокаталітичні фільтри здатні ефективно очищати повітря від парів розчинників, клеїв, газоподібних канцерогенів і інших всіляких органічних складових.
- Фотокаталітичні фільтри припливної вентиляції
Являють собою пристрої, що здатні зробити повітря, яке подається в приміщення, дійсно чистим і безпечним.
- Самоочищуване скло
Це скло з покриттям TiO2, яке здатне очищати поверхню від органічних забруднень при впливі на нього сонячного світла.
- Нанопокриття
Це високотехнологічна рідка речовина, що надає здатність до ефективного самоочищення і самостерилізації широкому діапазону пористих будівельних поверхонь. Здатність оксиду титану та оброблених ним поверхонь при освітленні ультрафіолетом вбивати хвороботворні бактерії і віруси може використовуватися при будівництві та облаштуванні медичних і ветеринарних установ.
Таке фотокаталітичне нанопокриття вже використовується як засіб для ліквідації вірусів, бактерій, цвілі й органічних речовин на практиці. Першим медичним закладом, стіни, стеля та підлога яких була вкрита фотокаталітичним покриттям, стала лікарня MLK Hospital ER у Каліфорнії.
Фотокаталітичне нанопокриття в Україні
Фотокаталітичні нанопокриття – не “чудодійна заморська технологія”, а досить реальний продукт, який доступний і на українському ринку.
Так, наприклад, кожен може купити речовину грецького бренду «NanoPhos», що представляє собою фотокаталітичне нанопокриття з ефектом самоочищення SURFASHIELD C.
Засіб SURFASHIELD C. розкладає забрудники органічного походження, запобігає розповсюдженню мікробів, прибирає неприємні запахи, очищує повітря. Це активний продукт, розроблений на основі нанотехнологій для захисту та очищення пористих поверхонь. Зокрема цементу, штукатурки або гіпсу, затирки, каменю або неполірованого мармуру.
Поглинаючи світло навколо та перетворюючи його на хімічну енергію, оброблені засобом поверхні самостерилізуються та очищуються від шкідливих мікроорганізмів.
У результаті:
- Віруси, бактерії, цвіль, газоподібні забруднювачі розкладаються та розпадаються на СO2 і Н2О.
- Поверхні виглядають як нові, не потребують використання антисептиків, дезінфектантів, або інших хімікатів.
- Стіни, стеля, підлога та інші поверхні стають супергідрофільними: в результаті забруднюючі речовини легко вимиваються.
Таким чином, поверхні застосування залишаються активно чистими протягом, приблизно, 10-ти років.
Фотокаталітичні та інші поверхні, здатні до самостерилізації – це не панацея. Але, на думку вчених, вони стануть вагомою цеглинкою у фундаменті захисту проти епідемій. У тому числі й коронавірусної.
