レアアースをドープした抗菌ポリ尿素コーティング

レアアースをドープしたナノ酸化亜鉛粒子を使用した抗菌ポリ尿素コーティング

出典:AZO MATERIALS 新型コロナウイルス感染症のパンデミックにより、公共スペースや医療環境の表面に抗ウイルスおよび抗菌コーティングが緊急に必要であることが明らかになりました。 2021 年 10 月に微生物バイオテクノロジー誌に掲載された最近の研究では、この問題に対処しようとする、ポリ尿素コーティング用のナノ酸化亜鉛をドープした迅速な調製が実証されました。 衛生的な表面の必要性 感染症の複数の発生で実証されているように、表面は病原体の発生源です。伝染 ; 感染。迅速かつ効果的で毒性のない化学物質と抗菌および抗ウイルス表面コーティングに対する差し迫ったニーズにより、バイオテクノロジー、工業化学、材料科学の分野で革新的な研究が促進されています。抗ウイルスおよび抗菌作用を持つ表面コーティングは、ウイルス感染のリスクを軽減できます。接触すると生体構造や微生物を殺します。それらは細胞膜の破壊を通じて微生物の増殖を妨げます。また、耐食性や耐久性などの表面の特性も向上します。欧州疾病予防管理センターによると、世界で年間 400 万人 (ニューメキシコ州の人口の約 2 倍) が医療関連感染症に罹患しています。これにより、世界中で約37,000人が死亡しており、人々が適切な衛生設備や医療衛生インフラを利用できない可能性がある発展途上国では特に状況が悪化しています。西側諸国では、HCAI は 6 番目に多い死因となっています。食品、機器、表面や壁、繊維製品など、あらゆるものは微生物やウイルスによる汚染の影響を受けやすくなっています。定期的に衛生管理を行っていても、表面に存在するすべての微生物を死滅させることはできないため、微生物の増殖を防ぐ無毒な表面コーティングの開発が急務となっています。新型コロナウイルス感染症（Covid-19）の場合、研究ではウイルスが活性を維持できることが示されています。頻繁に触れるステンレス鋼やプラスチックの表面では最長 72 時間の耐久性があり、抗ウイルス特性を備えた表面コーティングの緊急の必要性が実証されています。抗菌性表面は 10 年以上にわたって医療現場で使用されており、MRSA の発生を制御するために使用されています。酸化亜鉛 – 広く研究されている抗菌性化合物酸化亜鉛 (ZnO) には、強力な抗菌性と抗ウイルス性があります。 ZnO の使用は、数多くの抗菌および抗ウイルス化学物質の有効成分として近年集中的に研究されています。多くの毒性研究により、ZnO は人間や動物に対して事実上無毒であるが、微生物の細胞エンベロープを破壊するのに非常に効果的であることが判明しています。酸化亜鉛の微生物を殺すメカニズムは、いくつかの特性に起因すると考えられます。 Zn2+ イオンは、酸化亜鉛粒子の部分的溶解によって放出され、細胞壁との直接接触や活性酸素種の放出だけでなく、存在する他の微生物であってもさらなる抗菌活性を阻害します。酸化亜鉛の抗菌活性は、粒子サイズと濃度にもさらに関連しています。 : 亜鉛ナノ粒子のより小さな粒子とより高濃度の溶液により、抗菌活性が増加します。サイズが小さい酸化亜鉛ナノ粒子は、界面面積が大きいため、微生物細胞膜に容易に浸透します。最近の特に Sars-CoV-2 に関する多くの研究で、ウイルスに対する同様の効果的な作用が解明されています。再ドープされたナノ酸化亜鉛とポリ尿素コーティングを使用して、優れた抗菌特性を持つ表面を作成することを Li、Liu、Yao、Narasimalu のチームは提案しました。ナノ粒子を硝酸中で希土類と混合することによって作成された希土類ドープナノ酸化亜鉛粒子を導入することにより、抗菌性ポリ尿素コーティングを迅速に調製する方法。ZnO ナノ粒子にはセリウム (Ce)、プラセオジム (Pr)、ランタン ( LA)、およびガドリニウム (Gd.) ランタンをドー​​プしたナノ酸化亜鉛粒子は、緑膿菌および大腸菌の細菌株に対して 85% 効果があることが判明しました。また、これらのナノ粒子は、25 分後でも微生物を殺す効果が 83% 維持されています。紫外線への曝露の影響。この研究で調査されたドープされたナノ酸化亜鉛粒子は、温度変化に対する紫外光応答と熱応答の改善を示す可能性があります。バイオアッセイと表面特性評価により、繰り返し使用した後も表面が抗菌活性を保持しているという証拠も得られました。ポリ尿素コーティングは耐久性も高く、表面が剥がれるリスクが少なくなります。表面の耐久性と、ナノ ZnO 粒子の抗菌活性および環境応答性により、さまざまな環境や産業における実用化の可能性が向上します。 潜在的な用途 この研究は、将来の感染症の発生を制御し、感染症を阻止するための大きな可能性を示しています。医療現場での HPAI の伝播。また、食品業界で抗菌性の包装や繊維を提供するためにこれらを使用し、将来的には食品の品質と保存期間を向上させる可能性もあります。この研究はまだ初期段階にありますが、間もなく実験室から商業領域に移行することは間違いありません。