Transparante waterstofboride nanosheets vertonen antimicrobiële eigenschappen tegen meerdere pathogenen

De wereldwijde strijd tegen infectieziekten staat voor twee grote uitdagingen: de dreiging van nieuwe pandemische uitbraken en de alarmerende opkomst van antimicrobiële resistentie aangedreven door het overmatig gebruik van antibiotica. Terwijl ziekteverwekkers blijven evolueren en zich verspreiden, zoeken onderzoekers dringend op zoek naar innovatieve technologieën die virussen, bacteriën en schimmels gemakkelijk kunnen bestrijden in de dagelijkse instellingen.

Tweedimensionale nanomaterialen zijn naar voren gekomen als veelbelovende kandidaten in deze zoekopdracht. Hydrogen Boride (HB) nanosheets, aanvankelijk uitgevonden door professor Takahiro Kondo aan de Universiteit van Tsukuba en zijn team, vertegenwoordigen een opwindende nieuwe grens. Aanvankelijk onderzocht voor potentiële toepassingen in elektronica, energieopslag en katalyse, zijn de interacties tussen HB -nanosheets en biomoleculen grotendeels onontgonnen gebleven – tot nu toe.

In een recent onderzoek, een onderzoeksteam, waarbij professor Masahiro Miyauchi en universitair hoofddocent Akira Yamaguchi van het Department of Materials Science and Engineering aan het Institute of Science Tokyo, Japan, samen met afgestudeerde Student Takeshi Fujita, Professor Takeshi Fujita van The Kochi, Profession At the Kochi, Tsukuba, Tsukuba, Tsukuba, Takeshi Fujita, At the Kochi, Tsukuba, Takeshi Fujita, At The Kochi, Tsukuba, Takeshi Fujita, At the Kochi, Tsukuba, Takeshi Fujita, is van de Universiteit van Tsukuba, Takeshi Fujita. University of Technology, onderzoekers Dr. Kayano Sunada, Dr. Keiichi Kobayashi, Dr. Takeshi Nagai en Dr. Hitoshi Ishiguro van het Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology, hebben ontdekt dat HB nanosheets uitstekende antibacteriële, antivirale en anti -tungal -eigenschappen vertonen.

Hun paper, die online werd gepubliceerd in de Journal of Materials Chemistry B Op 23 april 2025 benadrukt het opmerkelijke vermogen van dit nanomateriaal om een ​​breed scala aan pathogenen te inactiveren, waaronder virussen, bacteriën en schimmels.

De onderzoekers fabriceerden eerst transparante films door glazen substraten te coaten met een verspreide oplossing van HB -nanosheets. Vervolgens testten ze deze films op een breed scala aan micro -organismen.

De gecoate oppervlakken vertoonden uitzonderlijke antimicrobiële prestaties, die de SARS-COV-2, influenza en katten calicivirussen inactiveren tot detectielimieten binnen slechts 10 minuten bij kamertemperatuur-zonder de behoefte aan lichtactivering. Soortgelijke effecten werden waargenomen tegen verschillende bacteriofagen en meerdere soorten bacteriën, zoals Escherichia coli en Staphylococcus aureus, en schimmels, zoals Aspergillus niger en penicillium pinofilum.

Het vermogen van HB -nanosheets om deze bacteriën en schimmels in de detectielimiet te inactiveren, bevestigt de effectiviteit van dit materiaal bij het bestrijden van een verscheidenheid aan microbiële middelen. Het team onderzocht vervolgens de onderliggende mechanismen achter deze breed-spectrum antimicrobiële activiteit, waaruit bleek dat het afkomstig is van het vermogen van de nanosheets om microbiële eiwitten te denatureren door sterke fysicochemische interacties.

Wat deze bevindingen bijzonder opwindend maakt, is de veelzijdigheid van HB -nanosheets als transparante coatingmaterialen. In tegenstelling tot op metaal gebaseerde antimicrobiële middelen, die transparantie kunnen uitlogen of missen, en op fotokatalysator gebaseerde coatings die ultraviolet lichtactivering vereisen, functioneren HB-nanosheets effectief in het donker en handhaven de optische duidelijkheid.

Laboratoriumtests toonden verder hun effectiviteit aan onder droge omstandigheden, waardoor real-world scenario’s nabootst waarbij ziekteverwekkers kunnen worden overgedragen door hoesten of niezen op dagelijkse oppervlakken. Te midden van zorgen over een andere pandemie zoals de covid-19-uitbraak, kunnen HB-nanosheets worden toegepast als transparante coatings voor items en textiel om infectierisico’s te verminderen. Bovendien kunnen ze vanwege hun antischimmelige eigenschappen ook op verschillende materialen worden gebruikt om de netheid in de dagelijkse omgeving te behouden.