Ученые Тверского государственного университета разработали технологию создания медных антибактериальных покрытий нового поколения на поверхности нержавеющей стали. Они создаются с применением лазерной 3D-печати и компьютерного моделирования. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.
Как утверждают ученые, всего час понадобится для полной инактивации опасных бактерий после контакта с поверхностью.
Разработка может быть использована в медицине, транспорте и общественных пространствах для борьбы с распространением опасных бактерий. Поверхности, с которыми человек контактирует ежедневно — поручни, дверные ручки, медицинское оборудование, — являются одним из ключевых источников передачи инфекций.
«Медь давно известна своими антимикробными свойствами, однако традиционные способы нанесения медных покрытий отличаются высокой стоимостью и могут ухудшать механические характеристики изделий", - пояснили разработчики.
Основу изобретения составляет метод лазерного плавления порошка (L-PBF), позволяющий точечно "вплавлять" медь в поверхность нержавеющей стали марки 304. Такой подход обеспечивает экономный расход материала, высокую адгезию покрытия и отсутствие дефектов. "Это открывает новые возможности для создания функциональных материалов с заданными свойствами. Разработка ученых ТвГУ демонстрирует, как фундаментальные и прикладные исследования могут принести практическую пользу для санитарной безопасности", - отметили представители руководства ТвГУ.
В ходе работы был выполнен полный цикл исследований — от 3D-печати и микроструктурного анализа до молекулярно-динамического моделирования.
Биологические испытания подтвердили высокую эффективность разработанных покрытий. "Полученные результаты позволяют существенно снизить расход меди по сравнению с традиционными методами напыления и при этом добиться максимального антибактериального эффекта. Такие покрытия могут стать основой для создания самоочищающихся и самодезинфицирующихся поверхностей", - высказался об изобретении и.о. ректора ТвГУ Дмитрий Беспалов.
Разработанная технология позволяет модифицировать уже готовые металлические изделия и обладает потенциалом для создания покрытий с дополнительными свойствами — повышенной коррозионной стойкостью и биосовместимостью. Ученые планируют расширить спектр материалов и адаптировать метод под различные области применения.