德克萨斯A&M大学的范达纳·苏雷什 显示Dr的示意图
穆斯塔法·阿克布卢特的双重功能涂层，既超疏水又抗菌
信用:德州农工大学；m大学工程学院 在他们从空旷的田野到杂货店农产品展示的旅途中，新鲜的蔬菜和水果有时会被微生物污染
这些食品会破坏其他农产品，进一步传播污染，增加会导致疾病的食品数量
为了防止新鲜农产品之间的交叉污染，德克萨斯A&M大学的研究人员发明了一种涂层，可以应用于传送带、滚筒和收集桶等与食物接触的表面
除了杀菌之外，研究人员还设计了极其防水的涂层
研究人员说，没有水，细菌就不能在表面粘附或繁殖，从而大大抑制了从一种产品到另一种产品的污染
阿迪·麦克费林化学工程系副教授穆斯塔法·阿克布卢特说:“食用受污染的生食品每年会导致数百人生病，因此食品污染不仅是一个巨大的健康问题，也是一个巨大的经济负担。”
“在我们的研究中，我们展示了我们新的双重功能涂层——一种既能击退又能杀死细菌的涂层——可以极大地减少细菌的传播，避免交叉污染
" 这项研究的结果发表在《美国化学学会应用材料与界面》杂志二月号上
食源性疾病可能是由包括多种病毒和细菌的一大群病原体引起的
为了治疗收获后的任何感染，新鲜农产品通常要清洗，然后用强力抗菌剂(如过氧化氢或乙酸)消毒
然而，如果细菌设法藏在水果和蔬菜表皮上难以触及的地方，它们仍然可以毫发无损地逃脱
此外，如果细菌数量足够多，它们可以形成被称为生物膜的保护鞘，进一步保护它们免受消毒剂的作用
受污染的农产品可以通过直接接触其他食物传播病原体，也可以通过食物接触面间接传播病原体
目前，有几种方法可以防止间接传播，从抗菌表面涂层到像弹簧一样将细菌推开的防污聚合物表面
但是研究人员说，尽管这些方法起初很有效，但由于各种原因，随着时间的推移，它们可能会失去效果
为了克服当前技术带来的障碍，阿克布卢特和他的团队着手制造一种抗菌表面涂层，这种涂层也是极其疏水的
他们注意到涂层的防水性能有助于食品接触表面保持杀菌作用更长时间
阿克布卢特说:“大多数细菌只能在水环境中生存。”
“如果表面是超疏水的，那么水以及随之而来的大部分细菌都会被排斥掉
随着周围细菌的减少，杀菌剂的用量也会减少，从而延长涂层的整体寿命
" 为了制造他们的双功能涂层，阿克布卢特和他的团队从铝板开始，这是一种在食品工业中通常用于接触面的金属
在金属表面，他们利用高温化学附着了一层叫做二氧化硅的化合物
然后，以这一层为基质，他们加入了二氧化硅和一种在眼泪和蛋清中发现的天然杀菌蛋白的混合物，称为溶菌酶
结合到二氧化硅-溶菌酶层上的二氧化硅-铝层一起形成了一层涂层，当在微观尺度上观察时，该涂层具有粗糙的纹理
研究人员指出，这种亚微观粗糙度，或涂层上的微小突起和裂缝，是超疏水性的关键
“一般来说，如果你增加粗糙度，材料的疏水性就会增加，但这是有限度的，”工程学院的研究生、该研究的主要作者刘书豪说
“如果涂层太粗糙，细菌会再次隐藏在裂缝后面，造成污染
因此，我们调整了二氧化硅和溶菌酶的比例，以使粗糙度产生尽可能好的疏水性，而不损害涂层的整体功能
" 当他们的超疏水、注入溶菌酶的涂层经过微调并准备就绪时，研究人员测试了它是否能有效抑制两种致病细菌的生长，即鼠伤寒沙门氏菌和innocua李斯特菌
经过检查，他们发现这些表面上的细菌数量为99
比裸露表面少99%
尽管它们的涂层在防止细菌传播方面有很高的效率，研究人员说，需要更多的研究来确定涂层在减轻病毒交叉污染方面是否同样有效
虽然比其他涂料更持久，但他们指出，他们的涂料在使用一定时间后也需要重新涂覆
因此，作为下一步，阿克布卢特和他的团队正致力于开发更持久的双功能涂层
阿克布卢特说:“我们的目标是创造智能表面，避免任何种类的病原体附着和繁殖。”
“在这方面，我们开发了表面涂层，可以防止细菌在表面聚集，这是交叉污染的主要原因之一
我们现在正与农业研究人员合作，将我们的发明从实验转化为实践
"
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