Проблема распространения инфекций через контакт с загрязнёнными поверхностями остро стоит для некоторых групп людей, например, для космонавтов, людей с ослабленным иммунитетом и тех, кому требуется срочное хирургическое вмешательство. Недавно также обсуждалась проблема, связанная с распространением таких инфекций, как синдром острой дыхательной недостаточности (severe acute respiratory syndrome –SARS) и различных видов стафилококков, особенно устойчивых к метициллину – синтетическому производному пенициллина (MSRA). Таким образом, область применения антибактериальных покрытий достаточно велика: не только авиакосмическая, оборонная промышленность и медицина, но и индустрия одежды, а также общественный транспорт.
Лизоцим – один из самых мощных натуральных антибактериальных белков, который, в отличие от большинства других антибактериальных веществ, обладает как ферментной, так и неферментной активностью и может сохранять свои полезные свойства при достаточно высоких температурах. Однако для столь практически важного вещества требуется механически жесткие материалы-носители, такие как углеродные нанотрубки. Сами же УНТ не обладают антибактериальным эффектом, о чём свидетельствует ряд проведённых экспериментов (рис.1). Авторы работы создали суспензии УНТ с помощью двух органических соединений ДНК и лизоцима, а затем использовали их для создания многослойного покрытия (рис.2d). Направление «упаковки» суспензии УНТ регулировалось с помощью воздушного потока.
Зета-потенциалы ДНК и лизоцима имеют противоположный знак (-30 и +22 мВ, соответственно), что обеспечивает надёжное сцепление слоёв посредством электростатического взаимодействия. На рисунке 2а представлены данные (разделённые пики M11, S11, S22), которые свидетельствуют о том, что УНТ остаются разделёнными в ходе процесса сборки слоёв. Само количество слоёв можно достаточно просто регулировать (рис.3 a-b) благодаря методу послойной сборки с использованием воздушного потока.
Далее учёные исследовали влияние различных концентраций суспензий и введение в них электролитов, например, NaCl (рис.4), на процесс послойной сборки покрытия, а также исследовали механические свойства материала (рис.5). И в заключении был проведён ряд экспериментов по исследованию антибактериальных свойств (рис.6). Стафилококки погибают на обработанном покрытии в течение очень небольшого промежутка времени.
Учёные уверены, что применение подобного рода покрытий, обладающих хорошими механическими свойствами и сильным антибактериальным эффектом, в скором будущем займут достойное место в медицинской практике, космонавтике, подходах к созданию общественного транспорта, спортивной индустрии и т.д.
