Su scale estremamente ridotte, l'aspetto può ingannare. Mentre a prima vista potresti vedere ninfee galleggiare su uno stagno tranquillo, questa immagine è in realtà un adattamento intelligente di un'istantanea scattata con un microscopio elettronico a scansione.

In realtà, le macchie verdi sono larghe solo pochi micrometri, più piccole della larghezza di un capello umano. Costituiscono un rivestimento superficiale sviluppato per limitare la trasmissione di SARS-CoV-2, il virus che causa il COVID-19. Il rivestimento è composto da un materiale a base d'argento applicato su una superficie di vetro. Il fiore di loto, tuttavia, è stato un tocco artistico aggiunto grazie al software di modifica delle immagini.

Mohsen Hosseini, Ph.D. candidato in ingegneria chimica, e William Ducker, professore di ingegneria chimica, hanno recentemente vinto un premio al concorso per immagini National Nanotechnology Coordinated Infrastructure (NNCI) con questa immagine. Sia Hosseini che Ducker sono affiliati al Macromolecules Innovation Institute (MII).

La loro vittoria è stata nella categoria "più stravaganti".

"Come parte del rigore implicato nella ricerca scientifica, sono sempre attento a mantenere l'accuratezza dei miei risultati originali", ha affermato Hosseini. "Tuttavia, questa competizione è stata molto liberatoria. Mi ha dato la possibilità di prendere i risultati della mia microscopia elettronica a scansione e modificarli legittimamente nel modo che preferivo. È stato liberatorio e divertente esprimere il mio stile artistico. Il risultato non è un Monet , ma sono contento che sia piaciuto alla gente."

Il concorso di immagini, intitolato "Plenty of Beauty at the Bottom", è ospitato ogni anno dalla NNCI per celebrare il National Nano Day, che si è svolto il 9 ottobre 2021. Finanziato dalla National Science Foundation, l'NNCI è una rete di 16 siti in tutto il paese che si dedicano a sostenere la ricerca e lo sviluppo di nanoscienze e nanotecnologie. Il centro NanoEarth della Virginia Tech fa parte di quella rete e lavora per far progredire l'infrastruttura della nanotecnologia terrestre e ambientale. Questa immagine è stata catturata utilizzando un microscopio elettronico a scansione (SEM) che fa parte del Nanoscale Characterization and Fabrication Laboratory (NCFL) nel Virginia Tech Corporate Research Center. Questo SEM è l'ultima aggiunta alla suite di strumenti dell'NCFL, che è un'iniziativa dell'Institute for Critical Technology and Applied Science. L'NCFL offre ai ricercatori di tutta l'università l'accesso a una strumentazione avanzata, inclusi microscopi elettronici, microscopi ottici e diverse tecniche spettroscopiche all'avanguardia.

Lo sviluppo del rivestimento protettivo della superficie è iniziato più di un anno fa, quando la pandemia di coronavirus era nelle sue fasi iniziali. Lavorando su un team che includeva un altro dottorando, Saeed Behzadinasab, l'obiettivo dei ricercatori era trovare un modo per prevenire la diffusione del COVID-19 attraverso superfici contaminate. Il rivestimento che hanno prodotto può inattivare con successo il virus (SARS-CoV-2) quando atterra su una superficie solida, in modo che quando una persona in seguito tocca la superficie, il virus non è in grado di infettarla.

Studiando come si comporta e si comporta il loro rivestimento superficiale, i ricercatori ne hanno catturato immagini su scala micro. Hosseini ha spiegato:"L'invito al concorso NNCI mi ha motivato a selezionare una delle immagini al microscopio elettronico a scansione dei miei rivestimenti e a modificarla secondo i criteri del concorso. Il mio cervello era pieno di idee poiché avevo recentemente progettato una copertina che è stata assegnata a il nostro articolo pubblicato su ACS Biomaterials Science &Engineering . Mi è venuta in mente un'idea del loto in pochi minuti e ha funzionato molto bene."

È interessante notare che i ricercatori avevano originariamente sviluppato un rivestimento marrone che mostrava molte promesse. Tuttavia, dopo aver condotto test con i consumatori, è diventato chiaro che il pubblico sarebbe stato più propenso a utilizzare un rivestimento trasparente, anziché marrone. Il gruppo di ricerca di Ducker è stato ispirato a produrre un altro rivestimento, che questa volta sarebbe stato trasparente. Come ha affermato Hosseini, "È ironico che il rivestimento invisibile sia diventato oggetto di arte visiva e abbia persino ricevuto un premio".

Ducker e Hosseini hanno collaborato con Joseph Falkinham e Myra Williams del Dipartimento di Scienze Biologiche per testare il rivestimento su una varietà di altri microrganismi patogeni. Si è rivelato particolarmente efficace contro diversi batteri tra cui l'MRSA, un batterio fastidioso resistente agli antibiotici che affligge gli ospedali.

Con il suo aspetto trasparente e la sua ampia efficacia antimicrobica, il rivestimento è ora un forte candidato per la commercializzazione. Ducker ha infatti fondato un'azienda dedicata a perseguire la produzione di questo rivestimento superficiale su scala più ampia.

Hosseini e Ducker sono orgogliosi di condividere la loro immagine con la comunità nazionale delle nanoscienze. Il riconoscimento mostra un apprezzamento per il loro duro lavoro, oltre alla loro prospettiva stravagante. Secondo Tonya Pruitt, assistente alla regia di NanoEarth, "Virginia Tech ha ricevuto eccellenti proposte per il concorso di immagini NNCI nel corso degli anni, ma questo è il primo anno in cui abbiamo un vincitore". + Esplora ulteriormente

In un'ora, il rivestimento superficiale del professore inattiva il virus che causa il COVID-19