Ножи для микробов
Сибирские ученые создали наноматериал с антибактериальными свойствами
Развитие современной экономики невозможно без появления новых материалов – для авиастроения, энергетики, микроэлектроники, медицины и так далее. Одно из самых перспективных направлений работ – создание наноматериалов, этим занимаются ученые по всему миру, включая и институты новосибирского Академгородка.
Свойства материала могут зависеть от его химического состава или структуры. Сотрудники Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН пошли по пути изменения структуры, конкретнее – ориентации частиц, чтобы улучшить имеющиеся характеристики материала или наделить его новыми свойствами. В результате исследователи нашли способ получать вертикально-ориентированные пластинчатые наночастицы при относительно низкой температуре, что достаточно просто и является важным при внедрении того или иного технологического решения в производство.
«Такая ориентация позволяет расположить на одинаковой площади подложки значительно больше наночастиц, из которых состоит материал, а также изменять его свойства», – рассказал научный сотрудник лаборатории функциональных пленок и покрытий ИНХ СО РАН кандидат химических наук Иван Сергеевич Меренков.
Ученые приводят простую аналогию: если в центре города построить не одноэтажное офисное здание, а высотный деловой центр, то при занятии равной площади земли число рабочих мест во втором случае будет многократно выше, соответственно вырастет и прибыль.
На практике этот метод опробовали на гексагональном нитриде бора (h-BN), материале, близком по строению к графиту. В результате изменения ориентации наночастиц h-BN материал действительно приобрел новые свойства, в частности, по оценкам создателей, антибактериальные. Для проверки этого предположения полученные образцы были переданы ученым ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН».
Чтобы протестировать антибактериальные свойства, на поверхность материала помещали каплю, содержащую бактериальную суспензию. После инкубации в течение 1 часа ученые оценили, сколько бактерий выжило. Оказалось, что при контакте с вертикально ориентированными наночастицами h-BN больше половины микроорганизмов погибают.
«Мы предполагаем, что подобный эффект связан с механическим повреждением клеточной мембраны бактерий при контакте с наночастицами h-BN. Острые вершины этих частиц можно сравнить с лезвиями ножей, которые наносят урон. Это открытие очень важно, когда мы говорим об использовании нового материала на практике, например, в качестве антибактериального покрытия медицинских инструментов», – подчеркнула старший научный сотрудник лаборатории генной инженерии ФИЦ ИЦиГ СО РАН кандидат биологических наук Татьяна Сергеевна Фролова.
Теперь исследователи намерены подробнее изучить механизм гибели бактерий при взаимодействии с наностенками. Таким образом, создание антибактериальных покрытий станет более направленным и эффективным.
У нового материала, помимо антибактериальных, есть и другие, полезные с точки зрения промышленности, свойства – например, при облучении электронами, он начинает испускать свет. Результаты работы обеих научных групп опубликованы в престижном издании Nano Research (Merenkov et al., Orientation-controlled, low-temperature plasma growth and applications of h-BN nanosheets).
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru