Давно известный процесс оптимизировали.
Учёные Тверского госуниверситета разработали технологию создания медных антибактериальных покрытий нового поколения. Они наносятся на нержавеющую сталь при помощи 3D-печати и компьютерного моделирования. В течение часа, согласно исследованиям, происходит полная инактивация (утрата или снижение биологической активности. – Ред.) опасных бактерий после контакта с такой поверхностью.
В материале пресс-группы ТвГУ указывают, что разработка может быть использована в медицине, транспорте и общественных пространствах для борьбы с опасными бактериями. Медь давно известна своими выраженными антимикробными свойствами, но традиционные методы нанесения медных покрытий имеют высокую стоимость и могут ухудшать механические характеристики изделий.
Основа новой вузовской разработки – метод лазерного плавления порошка (L-PBF), позволяющий точечно «вплавлять» медь в поверхность нержавеющей стали марки 304. Это экономно расходует материал, обеспечивает высокую адгезию (способность материалов прилипать друг к другу. – Ред.) и отсутствие дефектов.
«Интеграция аддитивных технологий и вычислительного моделирования открывает новые возможности для создания функциональных материалов с заданными свойствами. Разработка учёных ТвГУ демонстрирует, как фундаментальные и прикладные исследования могут привести к практическим решениям в области санитарной безопасности», – отметил представитель руководства ТвГУ.
Исследователи выполнили полный цикл работ – от 3D-печати и микроструктурного анализа до молекулярно-динамического моделирования. Было показано, что при сверхбыстром нагреве и охлаждении медь активно сегрегирует (разделяется. – Ред.) на поверхность стали, образуя так называемые «медные островки», которые и обеспечивают выраженный антибактериальный эффект.
Опыты выполнили при поддержке Российского научного фонда. Биологические испытания подтвердили высокую эффективность разработанных покрытий – полная инактивация бактерий Escherichia coli и Acinetobacter baumannii происходила в течение одного часа после контакта с поверхностью.
«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», – подчеркнул ио 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. Теперь светила наук планируют расширить спектр материалов и адаптировать метод под различные области применения.