Negli ultimi anni è cresciuto l’interesse per le soluzioni antimicrobiche per touch screen personali e multiutente, come tablet e dispositivi mobili. I metodi tradizionali come gli alcoli spray o le salviette non sono ideali per queste esposizioni delicate. I rivestimenti antimicrobici applicati direttamente sul vetro rappresentano un'alternativa promettente, ma solo se sono trasparenti e durevoli.
Soluzioni di rivestimento proposte in precedenza, come ossidi metallici fotocatalitici (ad esempio TiO2 e ZnO), hanno posto alcune sfide. Inoltre, questi rivestimenti in genere richiedono luce e umidità per essere antimicrobici ed eliminare i microbi presenti sulla superficie.
Il rame è un noto metallo biocida con elevata efficacia contro un'ampia gamma di microrganismi ed è stato tradizionalmente utilizzato per oggetti come maniglie delle porte e sponde dei letti ospedalieri.
Tuttavia, i rivestimenti in rame sono prevalentemente opachi, il che finora ha impedito la realizzazione di una soluzione antimicrobica trasparente a base di rame adatta ai display. Inoltre, l'elevata conduttività elettrica della pellicola metallica può interferire negativamente con la funzionalità di rilevamento del tocco presente sui dispositivi mobili.
Un team di ricercatori ha progettato e implementato una superficie di rame nanostrutturato trasparente (TANCS) non conduttiva e resistente alla crescita di alcuni batteri. In un recente studio, pubblicato sulla rivista Communications Materials , I ricercatori dell'ICFO Christina Graham, Alessia Mezzadrelli guidati dal Prof. Valerio Pruneri dell'ICREA e colleghi di Corning, tra cui Wageesha Senaratne, Santona Pal, Dean Thelen, Lisa Hepburn e Prantik Mazumder, hanno descritto il loro nuovo approccio per sviluppare questa superficie.
Il processo di fabbricazione di questa superficie prevedeva il deposito di una pellicola di rame ultrasottile con uno spessore nominale di 3,5 nm su un substrato di vetro. Quindi, i ricercatori hanno utilizzato un rapido processo di ricottura termica per formare nanoparticelle di Cu dewet con dimensioni e distribuzione ottimali.
La progettazione e il metodo specifici hanno fornito un effetto antimicrobico, trasparenza, neutralità del colore e isolamento elettrico. Infine, strati aggiuntivi di SiO2 e i fluorosilani sono stati depositati sopra le nanoparticelle, fornendo protezione ambientale e proprietà di durabilità migliorate con casi di test d'uso.
Gli autori dello studio hanno esaminato la morfologia del rivestimento fabbricato, la risposta ottica, l’efficacia antimicrobica e la durabilità meccanica. Il TANCS ha dimostrato la capacità di eliminare oltre il 99,9% dello Staphylococcus aureus presente nelle superfici testate entro due ore, in rigorose condizioni di test a secco.
Inoltre, il substrato ha dimostrato trasparenza ottica consentendo una trasmissione della luce del 70–80% nell'intervallo visibile (380–750 nm) e neutralità del colore. Infine, le superfici hanno dimostrato di avere un'efficacia prolungata nei casi di test d'uso, mantenendo la loro attività antimicrobica anche dopo una rigorosa procedura di test di pulizia.
"Questo è un ottimo esempio di creazione di un prodotto multi-attributo, co-ottimizzazione delle proprietà antimicrobiche ad alta efficacia che funzionano in condizioni di test a secco per casi di test di utilizzo con display abilitati al tocco.
"Il nostro obiettivo era mostrare le connessioni tra prestazioni biologiche e attributi fisici e fornire ulteriori indicazioni per la ricerca futura", ha affermato Senaratne, ricercatore presso Corning e coautore principale dello studio.
"Questo nuovo approccio nel considerare il processo di dewetting apre una serie di nuove possibilità per sfruttare alcune proprietà specifiche dei metalli pur essendo in grado di cambiare attentamente le altre.
"Qui, ad esempio, siamo riusciti a preservare il potente effetto antimicrobico del rame ottenendo allo stesso tempo trasparenza e isolamento nonostante l'uso di un metallo", ha affermato Mezzadrelli, autore dello studio e Ph.D. studente del progetto Nano-Glass.
L'introduzione di queste superfici antimicrobiche trasparenti rappresenta una promessa significativa in un mondo sempre più dipendente dai display toccabili, inclusi smartphone e tablet.
"Sebbene siano necessari ulteriori sviluppi per un'implementazione commerciale a tutti gli effetti, questo è un passo nella giusta direzione per abilitare touch screen antimicrobici per display pubblici o personali", ha affermato Mazumder, ricercatore presso Corning e coautore dello studio.
"La superficie proof-of-concept che abbiamo sviluppato con Corning è un esempio dei nostri continui sforzi congiunti nello sviluppo di vetro per display multifunzionale potenziato utilizzando la nanostrutturazione", ha affermato Pruneri, professore ICREA presso l'ICFO e coordinatore del progetto Nano-Glass. progetto.
Ulteriori informazioni: Christina Graham et al, Verso superfici antimicrobiche contenenti rame trasparenti e durevoli, Materiali per la comunicazione (2024). DOI:10.1038/s43246-024-00472-w
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