新材料利用纳米尖刺中和 96％ 的病毒细胞

澳大利亚皇家墨尔本理工学院 (RMIT) 的研究人员将强力技术与高科技制造技术相结合，创造出一种适用于医院、实验室和其他潜在敏感环境的新型硅材料。虽然在人类看来，这种材料看起来和摸起来就像一面平坦的黑色镜子，但实际上，这种薄薄的一层却是病原体的致命陷阱。

正如最近在《ACS Nano》杂志上详细介绍的那样，这个跨学科团队花了两年多的时间开发这种新型材料，这种材料摸起来感觉很光滑。然而，在微观层面上，硅表面覆盖着“纳米尖刺”，这些“纳米尖刺”非常小而且锋利，可以刺穿单个细胞。在实验室测试中，与这种材料的微型针头接触的所有 hPIV-3 病毒细胞中有 96% 要么被撕裂，要么受到严重损坏，无法复制并引发肺炎、哮吼和支气管炎等常见感染。在没有外部帮助的情况下，这些根除水平可以在六小时内完成。

有趣的是，灵感并非来自吸血鬼猎人，而是来自昆虫。在设计这种尖刺硅之前，研究人员研究了蝉和蜻蜓翅膀的结构组成，它们进化出了类似的尖锐纳米结构，能够刺穿真菌孢子和细菌细胞。然而，病毒比细菌还要微观得多，这意味着有效尖刺需要相对更小。

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为了制造出这种杀灭病毒的表面，设计人员使用墨尔本纳米加工中心的专用设备对硅晶片进行离子轰击。在此过程中，团队引导离子对晶片的特定区域进行切割，从而形成无数个 2 纳米厚、290 纳米高的尖刺。从长远来看，单个尖刺比人类头发细约 30,000 倍。

研究人员相信，他们的新型硅材料未来有一天可以应用于经常接触的、充满病原体的环境中。

“在实验室或医疗机构等高风险环境中实施这项尖端技术，可以大大加强对传染病的控制措施，因为在这些环境中，接触危险的生物材料是一个令人担忧的问题，”研究第一作者、博士研究员 Samson Mah 周三表示。“通过这样做，我们的目标是为研究人员、医疗保健专业人员和患者创造更安全的环境。”

设计师认为，通过依靠这种材料简单的机械方法有效地清洁空间（即像刺烤肉串一样刺穿病毒细胞），整体化学消毒剂的使用量也可以减少——这是一个主要问题，因为社会正在应对日益顽强的“超级细菌”的持续崛起。