المفتاح لصناعة طلاء مضاد للبكتيريا

المفتاح لصناعة طلاء مضاد للبكتريا

المفتاح لصناعة طلاء مضاد للبكتريا خطوة أخرى من فريق البحث في جامعة كانتربيري University of Canterbury. نحو تطوير الطلاء المضاد للجراثيم والمناسب لعدة بيئات مثل المستشفيات. يساعد الطلاء المضاد للميكروبات المطبق على الأسطح المتحركة مثل: مقابض الأبواب على تقليل الإصابات التي تنتشر داخل المستشفيات بمجرد توفره تجاريًا.

الطلاء Tio₂ المضاد للبكتريا

تعمل الأستاذة سوزان كرومديك Suzan Krumdieck (مديرة الأبحاث في جامعة كاليفورنيا) على أكسيد التيتانيوم TIO_2، وهو مركب خزفي معروف عن تغير شكله فجأة منذ أكثر من عقد. تقول الأستاذة كرومديك: إنّ TIO₂  أبيض لامع تمامًا أو شفاف. لكن في يوم من الأيام خرج الطلاء بالكامل باللون الأسود. لقد وضعنا أكسيد التيتانيوم جانبًا، لأننا لم نكن نعرف حقيقة ما حدث. بعد ذلك قام بعض الطلاب الجامعيين باختباره من أجل أداء التنظيف الذاتي، كان الأكسيد نشطًا ضوئيًا للغاية دون أي إشعاعات UV فوق بنفسجية لدرجة أننا علمنا باكتشافنا لشيء جديد.

يمكنك الاطلاع أيضًا على: طلاء مذهل غير لاصق

استخدامات الطلاء المضاد للبكتريا Tio₂

أما عن استخدامات هذا الطلاء المضاد للبكتريا :-

• يستخدم TiO2 في واقيات الشمس لأنه لديه القدرة على امتصاص الإشعاع.
• يخلق هذا العمل طاقة يعبر عنها بأيونات الأكسجين، وأيونات الأكسجين قاتلة للبكتيريا.
• لذلك فإنّ TiO₂ مثالي للاستخدام على الأسطح الخارجية.
• مقابض الأبواب في الأماكن التي يكون فيها التعقيم ضروريًا مثل المستشفيات.

جهود العلماء في الوصول لمفتاح صناعة هذا الطلاء

لاتزال البروفيسورة كرومديك وفريقها المؤلف من 14 باحثًا متعددي التخصصات في جامعة كاليفورنيا يواجهون تحديات يجب التغلب عليها، منها: –

• كيفية تثبيت الطلاء TiO2 على الأسطح مثل قبضة الباب.
• كيفية تنشيطه دون إشعاع الأشعة فوق البنفسجية.
• ويحمل TiO2 الأسود الجديد المفتاح لكلا التحديين.

تتابع البروفيسور كرومديك قولها: أمضينا يومًا ممتعًا في العلوم نلعب مع مجهر المسح الضوئي ومقياس حيود الأشعة السينية ونتعجب من مدى اختلاف هذه المواد. وعلمنا أن لدينا مادة جديدة بسبب الهياكل النانوية الغريبة التي نراها، وبالطبع اللون الأسود مذهل.

يمكنك الاطلاع أيضًا على: مادة أنبوب الكربون النانوي: الطلاء السحري

الطلاء الأسود المماثل لمادة Tio2 البيضاء

بعد بضعة أشهر، حصلت البروفيسورة كرومديك على زمالة باحث زائر في جامعة Grenoble Alpes جرينوبل ألبس في فرنسا وأخذت معها بضع عينات من الطلاء الأسود. كان الباحثون في معهد SiMAP مفتونين بأن المادة وفقًا للتحليل يمكن أن تكون مماثلة لمادة TiO2 البيضاء، ولكن بدلاً من بلورات الهرم النموذجية لسلسلة TiO2، وجد الفريق الفرنسي، بقيادة البروفيسور رافاييل بواشوت Raphaël Boichot، أن هذه البلورات تم تصنيعها بطريقة نانوية لم تكن ممكنة سابقًا إلا عن طريق النمو الحراري المائي للجسيمات النانوية الفردية.

يقول البروفيسور: “اقترح الأستاذ بواشوت أن يكون للمادة نشاط مرئي مضاد للميكروبات، وعندما عدت إلى جامعة كاليفورنيا، كنت محظوظًا لأن أواجه البروفيسور جاك هاينمان وهو خبير في علم الأحياء الدقيقة. وعمل مع طلابه لإنشاء نظام اختبار، من المؤكد أن البكتيريا لم تحظ بفرصة ولو بعد وقت قصير في الضوء المرئي.”

استخدام الطلاء الأسود عملياً

ومع عدم وجود حاجة للإشعاع من أجل تنشيط الشكل الجديد من TiO2، والبنية النانوية المتغيرة تمكن المركب من تثبيت الطلاء، فإنّ الظروف ملائمة للفريق من أجل المضي في تطوير التطبيقات التجارية. قام الباحثون  في جامعة كاليفورنيا بدهن الطلاء الأسود بنجاح على مقبض الباب، ويعملون الآن مع العديد من الشركات لاستكمال علوم التطوير الهندسي اللازمة للتصميم والارتقاء للتصنيع المتقدم. تراقب الشركات الدولية المهتمة بالتقدم وتأمَل في أن يقوم TiO2 الأسود بالتخلص من الجراثيم في قضبان سرير المستشفى ومقابض الأبواب حول العالم.

المصادر:

Shape-changing element holds key to anti-bacterial coating. University of Canterbury. Retrieved December 4, 2019, from https://www.canterbury.ac.nz/news/2019/shape-changing-element-holds-key-to-anti-bacterial-coating.html

Susan P. Krumdieck et al. Nanostructured TiO2 anatase-rutile-carbon solid coating with visible light antimicrobial activity, Scientific Reports (2019). DOI: 10.1038/s41598-018-38291-y

شارك هذه المادة!