Создано покрытие, убивающее микробы и затягивающее царапины за 20 минут

Фото из открытых источников

Учеными из Гентского и Цзянсуского технологического университетов, Университета Сучжоу сделано заявление о создании нового прозрачного полиуретанового покрытия, способного автономно восстанавливаться после повреждений, параллельно уничтожая бактерии при контакте. Результатами работы авторы поделились в журнале Chinese Journal of Polymer Science.

Полиуретановые покрытия активно применяют в автомобилях, судостроении, электронике и дизайне. Но при эксплуатации они постепенно мутнеют, покрываются царапинами, становясь удобной средой для размножения микробов. Исследователи отмечают, что существовавшие ранее способы производства не позволяли одновременно добиться прозрачности, самовосстановления, при сохранении антибактериальных свойств и возможности переработки материала.

В новом механизме ученые воспользовались динамическими солями селенсония, встроенными в полиуретановую структуру при помощи однокотлового синтеза и термоотверждения. Такая химическая структура позволяет полимерным цепочкам трансформироваться при нагреве. В итоге покрытие обретает свойства витримеров — это материалы, сохраняющие твердость при обычной температуре, но изменяющие структуры при нагреве.

При тестировании образец PU2-C7 показал способность затягивать царапины за час при температуре 140 градусов Цельсия. При добавлении дополнительного механического воздействия процесс сокращался до 20 минут. Даже после нескольких циклов резки и переплавки покрытие не меняло химической структуры и механических характеристик.

Особое внимание было уделено антибактериальным качествам материала. Тесты выявили способность покрытия с содержанием селенсония эффективно подавлять развитие кишечной палочки и золотистого стафилококка. Образец PU3-C7 продемонстрировал умение почти полностью уничтожать бактериальные колонии с разрушением клеточных мембран микроорганизмов.

Важно: действие покрытия не связано с выделением токсичных соединений в окружающую среду. Бактерии гибнут именно при контакте с поверхностью. Что уменьшает экологические риски в сравнении с привычными антибактериальными покрытиями, что содержат вымывающиеся биоциды.

Проверки демонстрируют и высокую прозрачность материала. Его светопропускание достигло 90–91 процента, это показатель, аналогичный чистому стеклу. Две недели пребывания в искусственной морской воде не привели к набуханию плёнки, она не утратила прозрачность при сохранении высокой прочности. Что даёт возможность применения материала для защиты экранов, приборов и судовых иллюминаторов.

Исследователи отмечают и минус новинки. Селенсодержащие компоненты заметно дороже обычных материалов, но они найдут применение в первую очередь для особых целей, например, для таких специализированных устройств как глубоководные аппараты, морские сенсоры и медицинские инструменты.