Gli studi hanno dimostrato che le ali delle libellule e delle cicale impediscono la crescita batterica grazie alla loro struttura naturale. Le superfici delle loro ali sono ricoperte di nanopilastri che le fanno sembrare un letto di chiodi. Quando i batteri entrano in contatto con queste superfici, le loro membrane cellulari vengono immediatamente lacerate e vengono uccise. Questo ha ispirato i ricercatori dell'Istituto di Bioingegneria e Nanotecnologia (IBN) di A*STAR a inventare un nanorivestimento antibatterico per disinfettare le superfici toccate di frequente come le maniglie delle porte, tavoli e pulsanti di sollevamento. Questa tecnologia si rivelerà particolarmente utile nella creazione di superfici prive di batteri in luoghi come ospedali e cliniche, dove la sterilizzazione è importante per aiutare a controllare la diffusione delle infezioni. La loro nuova ricerca è stata recentemente pubblicata sulla rivista Piccolo .

L'80% delle infezioni comuni si trasmette con le mani, secondo la B.C. Centro per il controllo delle malattie. La disinfezione delle superfici comunemente toccate aiuta a ridurre la diffusione di germi nocivi dalle nostre mani, ma richiederebbe una disinfezione manuale e ripetuta perché i germi crescono rapidamente. Gli attuali disinfettanti possono anche contenere sostanze chimiche come il triclosan che non sono riconosciute come sicure ed efficaci 2, e può portare a resistenza batterica e contaminazione ambientale se usato in modo estensivo.

"C'è urgente bisogno di un modo migliore per disinfettare le superfici senza causare resistenza batterica o danni all'ambiente. Questo ci aiuterà a prevenire la trasmissione di malattie infettive dal contatto con le superfici, ", ha affermato il direttore esecutivo di IBN, il professor Jackie Y. Ying.

Per affrontare questo problema, un team di ricercatori guidati dal capo del gruppo IBN, il dott. Yugen Zhang, ha creato un nuovo rivestimento nano che può uccidere spontaneamente i batteri al contatto. Ispirato da studi su libellule e cicale, gli scienziati dell'IBN hanno coltivato nanocolonne di ossido di zinco, un composto noto per le sue proprietà antibatteriche e non tossiche. I nanopilastri di ossido di zinco possono uccidere un'ampia gamma di germi come E. coli e S. aureus che vengono comunemente trasmessi dal contatto con la superficie.

Prove su ceramica, bicchiere, le superfici in titanio e zinco hanno mostrato che il rivestimento ha effettivamente ucciso fino al 99,9 percento dei germi trovati sulle superfici. Poiché i batteri vengono uccisi meccanicamente anziché chimicamente, l'uso del nanorivestimento non contribuirebbe all'inquinamento ambientale. Anche, i batteri non saranno in grado di sviluppare resistenza poiché vengono completamente distrutti quando le loro pareti cellulari vengono perforate dai nanopilastri al contatto.

Ulteriori studi hanno rivelato che il rivestimento nano ha dimostrato il miglior potere di uccidere i batteri quando viene applicato su superfici di zinco, rispetto ad altre superfici. Questo perché i nanopillari di ossido di zinco hanno catalizzato il rilascio di superossidi (o specie reattive dell'ossigeno), che potrebbe persino uccidere i batteri fluttuanti nelle vicinanze che non erano a diretto contatto con la superficie. Questo super potere di uccidere i batteri dalla combinazione di nanocolonne e zinco amplia l'ambito delle applicazioni del rivestimento oltre le superfici dure.

Successivamente, i ricercatori hanno studiato l'effetto di mettere un pezzo di zinco che era stato rivestito con nanocolonne di ossido di zinco in acqua contenente E. coli. Tutti i batteri sono stati uccisi, suggerendo che questo materiale potrebbe essere potenzialmente utilizzato per la purificazione dell'acqua.

Il dottor Zhang ha detto, "Il nostro rivestimento nano è progettato per disinfettare le superfici in un modo nuovo ma pratico. Questo studio ha dimostrato che il nostro rivestimento può uccidere efficacemente i germi su diversi tipi di superfici, e anche in acqua. Siamo stati anche in grado di ottenere un potere di uccisione dei super batteri quando il rivestimento è stato utilizzato su superfici di zinco grazie al suo doppio meccanismo d'azione. Speriamo di utilizzare questa tecnologia per creare superfici prive di batteri in un ambiente sicuro, modo economico ed efficace, soprattutto nei luoghi in cui i germi tendono ad accumularsi".

IBN ha recentemente ricevuto una borsa di studio dalla National Research Foundation, Ufficio del Primo Ministro, Singapore, nell'ambito del suo programma di ricerca competitivo per sviluppare ulteriormente questa tecnologia di rivestimento in collaborazione con l'ospedale Tan Tock Seng per applicazioni commerciali nei prossimi 5 anni.