Cellule di E. coli. Credito:Cornell University
Proprio come l'invenzione delle padelle antiaderenti è stata una manna per gli chef, un nuovo tipo di superficie su scala nanometrica a cui i batteri non possono attenersi è promettente per applicazioni nella lavorazione degli alimenti, industrie mediche e persino navali.
La tecnologia, sviluppato in collaborazione da ricercatori della Cornell University e del Rensselaer Polytechnic Institute, utilizza un processo elettrochimico chiamato anodizzazione per creare pori su scala nanometrica che modificano la carica elettrica e l'energia superficiale di una superficie metallica, che a sua volta esercita una forza repulsiva sulle cellule batteriche e previene l'adesione e la formazione di biofilm. Questi pori possono essere piccoli fino a 15 nanometri; un foglio di carta è circa 100, 000 nanometri di spessore.
Quando il processo di anodizzazione è stato applicato all'alluminio, ha creato una superficie nanoporosa chiamata allumina, che si è dimostrato efficace nel prevenire i surrogati di due noti patogeni, Escherichia coli O157:H7 e Listeria monocytogenes, dall'attaccare, secondo uno studio recentemente pubblicato sulla rivista Biofouling. Lo studio indaga anche come la dimensione dei nanopori modifica le forze repulsive sui batteri.
"Probabilmente è una delle possibilità a basso costo per produrre una nanostruttura su una superficie metallica, " disse Carmen Moraru, professore associato di scienze dell'alimentazione e autore senior del documento. Guoping Feng, un ricercatore associato nel laboratorio di Moraru, è il primo autore dell'articolo.
Trovare soluzioni a basso costo per limitare gli attacchi batterici è fondamentale, soprattutto nelle applicazioni biomediche e di trasformazione alimentare. "L'industria alimentare realizza prodotti con bassi margini di profitto, " ha detto Moraru. "A meno che una tecnologia non sia accessibile, non ha la possibilità di essere applicata praticamente".
I metalli anodizzati potrebbero essere utilizzati per prevenire l'accumulo di biofilm - comunità di batteri scivolosi che aderiscono alle superfici e sono difficili da rimuovere - nelle camere bianche biomediche e nelle parti delle apparecchiature difficili da raggiungere o da pulire, ha detto Moraru.
Il metallo anodizzato potrebbe anche avere applicazioni marine, come mantenere gli scafi delle navi privi di alghe.
Il gruppo di collaboratori del Rensselaer Polytechnic Institute è guidato da Diana Borca-Tasciuc, professore associato di meccanica, ingegneria aerospaziale e nucleare.