Laser-getextuurde metaaloppervlakken nabootsen van haaienhuid om bacteriële biofilms te bestrijden

Werkoppervlakken schoon houden tijdens het verwerking van vlees is een uitdaging. Bacteriën van vlees kunnen bevestigen, groeien en opbouwen om een ​​biofilm te creëren die moeilijk te verwijderen is, zelfs op roestvrijstalen oppervlakken die in industriële voorzieningen worden gebruikt. Het kan ook aggregeren, samen klonteren in een onzichtbare massa die sterker is dan individuele cellen, waardoor het moeilijker is om te doden met behulp van antibacteriële oppervlaktereinigers van voedingsmiddelen.

In een paper gepubliceerd in de Journal of Laser Applications, Onderzoekers van het Hopkirk Research Institute, Nieuw -Zeelandse Food Safety Science and Research Center, en Applied Technologies Group in Nieuw -Zeeland leveren belangrijke inzichten in een oplossing die de huidige praktijk helemaal zou kunnen vervangen: in plaats van constant te vechten om bacteriënopbouw te voorkomen, creëerden ze oppervlakken die dat Stop bacteriën om zich in de eerste plaats te hechten.

“Antimicrobiële interventies die momenteel zijn goedgekeurd en commercieel gebruikt, hebben een beperkte capaciteit om gevestigde bacteriële biofilms en sporen te verminderen, en volledige ontsmetting wordt zelden bereikt,” zei auteur SebastiMpillai Raymond.

Met behulp van lasers om het oppervlak van het metaal te etsen en te veranderen, konden Raymond en zijn collega’s micro- of nanoschaal texturen maken die het voor microbiële cellen moeilijk maken om aan het oppervlak te bevestigen. De techniek, bekend als laser-geïnduceerde oppervlaktetextuur, verandert ook de waterafstellerende eigenschappen van het metaal, een sleutelfactor die de bacteriegroei beïnvloedt.

“Oppervlakken met laser textuur bezitten antibacteriële eigenschappen, omdat ze fysiek bacteriële hechting, groei en proliferatie verstoren,” zei Raymond. “Deze oppervlaktetexturen op nanoschaal en microschaal nabootsen van natuurlijke antimicrobiële oppervlakken, zoals die gevonden op cicada -vleugels en haaienhuid.”

De onderzoekers ontdekten dat de laser-textuurtechniek zeer effectief is voor het zorgvuldig beheersen en afstemmen van texturen op metaal. Verschillende bacteriën kunnen worden gericht met behulp van specifieke texturen die zijn ontworpen rond de vorm van de bacteriecellen, waardoor het voor die cellen bijzonder moeilijk is om zich aan het oppervlak te hechten.

Ze werken ook aan het ontwikkelen van machine learning -modellen die fabrikanten kunnen helpen bij het optimaliseren en automatiseren van laseroppervlaktextuur.

“In vergelijking met sommige conventionele benaderingen introduceert laseroppervlaktexturen geen niet-native materialen of vereisen chemische etherningen of sensibilisatoren op behandelde oppervlakken,” zei Raymond.

“Dit zou de belemmeringen voor de introductie van nieuwe technologie in een gereguleerde omgeving kunnen verlagen en elk risico op potentiële chemische besmetting door de coating elimineren.”