哈佛公报 信用:黄润泽，纳奇凯特·瓦泽，阿南德·索纳内迪，马修·D
摩尔、薛亚龙、迪米特·贝洛、菲利普·德谟克利特 哈佛大学的纳米安全研究人员
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陈公共卫生学院开发了一种新的干预措施，通过更有效地消毒我们周围的空气，我们的食物，我们的手，以及其他任何含有使我们生病的微生物的地方，来对抗传染病
研究人员来自该校的纳米技术和纳米毒理学中心，由该中心主任、气溶胶物理学副教授菲利普·德谟克利特和该中心的第一作者、博士后黄润泽带领
他们使用一个在中心开发的纳米平台来创造和输送微小的、雾化的非水滴，这些非水滴包含无毒的、受自然启发的消毒剂
德谟克利特对《公报》谈到了这项发明及其在手部卫生方面的应用，这在最近的《美国化学学会可持续化学与工程》杂志上有所描述
公报:给我们一个你试图解决的问题的快速概述
德谟克利特:如果你回到60年代和许多抗生素的发明，我们认为关于传染病的章节将会结束
当然，60年后，我们现在知道那不是真的
传染病仍在出现
微生物比我们想象的更聪明，并进化出新的菌株
这是一场持续的战斗
当我谈论传染病时，我主要谈论空气传播和食源性疾病:例如，流感和结核病是空气传播疾病，呼吸系统疾病，每年导致数百万人死亡
食源性疾病每年还导致50万人死亡，并使我们的经济损失数十亿美元
公报:腹泻疾病也是儿童的大杀手
德谟克利特:这是一个大问题，尤其是在医疗保健系统分散的发展中国家
公报:我们洗手的方式有什么问题吗？ 我们总是听到你必须洗手
这是减少传染病的主要措施
最近，我们也在使用防腐剂
酒精是可以的，但我们也在使用其他化学物质，如三氯生和氯己定
有研究将这些化学物质与抗生素耐药性的增加以及其他缺点联系起来
此外，有些人对频繁的清洗和化学品摩擦很敏感
这就是新方法发挥作用的地方
因此，在过去的四五年里，我们一直在努力开发基于纳米技术的干预措施来对抗传染病
公报:所以这里涉及的技术——工程水纳米结构——已经有几年的历史了
新的是应用？ 德谟克利特:我们有制造这些工程纳米材料的工具，在这种特殊情况下，我们可以把水变成工程水纳米粒子，它携带致命的有效载荷，主要是无毒的、受自然启发的抗菌剂，并杀死表面和空气中的微生物
这相当简单，你需要12伏DC，我们结合电喷雾和电离把水变成纳米气溶胶，这些工程纳米结构悬浮在空气中
这些水纳米粒子由于其尺寸小而具有独特的性质，并且还包含活性氧物种
这些是羟基自由基、过氧化物，类似于自然界在细胞中用来杀死病原体的物质
根据设计，这些纳米粒子也带有电荷，这增加了表面能并减少了蒸发
这意味着这些工程纳米结构可以在空气中悬浮数小时
当电荷消散时，它们变成水蒸气并消失
最近，我们开始使用这些结构作为载体，现在我们可以将自然启发的抗菌剂整合到它们的化学结构中
这些对人类没有超级毒性
例如，我在希腊的祖母过去常常用柠檬汁——柠檬酸——来消毒她的表面
或者，在牛奶中——也在眼泪中——还有另一种叫做溶菌酶的强效抗菌剂
乳酸链球菌素是另一种受自然启发的抗菌剂，细菌在与其他细菌竞争时会释放出来
大自然为我们提供了大量无毒的抗菌剂，如果我们能找到一种有针对性的、精确的方式来释放它们，就能完成这项工作
不需要发明新的和潜在有毒的化学物质
让我们去大自然的药房和商店
当我们将这些受自然启发的抗菌剂放入工程化的水纳米结构中时，它们的抗菌能力会显著提高
但是我们没有使用大量的抗菌剂，大约1%或2%的体积
大多数工程水纳米结构仍然是水
在这一点上，这些工程结构携带着抗微生物剂并被充电，我们可以通过施加微弱的电场，利用电荷将它们导向表面
你也可以将它们释放到空气中——它们是高度可移动的——并且它们可以四处移动，例如灭活流感病毒
哈佛陈氏学院副教授菲利普·德谟克利特(右)与研究助理纳奇凯特·瓦兹(中)和博士后研究员黄润泽
信用:哈佛公报 公报:这将如何处理食物？ 德谟克利特:这个纳米平台也可以作为食品安全应用的干预技术
说到给我们的食物消毒，我们仍然使用50年代发展起来的古老方法
例如，今天我们把新鲜农产品放入氯基溶液中，这样会留下危害健康的残留物
它会留下有毒的副产品，你也必须找到处理它们的方法
取而代之的是，你可以使用含有纳克级活性成分的水纳米气雾剂——天然无毒——来给我们的食物消毒
目前，这项新颖的发明正被探索用于——从农场到餐桌——提高食品安全和质量
公报:所以当你把它用在食物上的时候，你会把纳米粒子喷到莴苣头上，例如？ 德谟克利特:这取决于应用
你可以把这项技术放在你的冰箱里，它会杀死食物表面和空气中的微生物，提高食物安全性
它还会延长保质期，这与腐败微生物有关
你也可以用这项技术进行空气消毒
你唯一需要的是12伏的DC，你可以从你的电脑USB端口供电
想象一下，坐在火车上，你会产生一个由这些工程水纳米结构组成的隐形屏障，保护你，并最大限度地降低患流感的风险
公报:如果你和一群病人在火车上？ 德谟克利特:没错，或者在飞机上，任何有微生物的地方
大多数飞机都是循环空气，只需要一个生病的人——他不必坐在你旁边——就能得病
不幸的是，这是一个大问题
较新的飞机有过滤装置来去除一些病原体
但这是一项非常通用的技术，你可以随身携带
公报:让我们来谈谈手部卫生
德谟克利特:我们知道手部卫生非常重要，但是除了用水清洗或使用化学药品的缺点之外，通常在浴室环境中使用的空气干燥器会使微生物雾化，并把它们放回空气中，甚至放回到你的手上
因此，有空间利用这些工程水纳米结构，开发一种无空气、无水的替代品——因为它使用微微克级的水，你的手永远不会湿
公报:所以你在用水洗手
但是它们不会弄湿？ 德谟克利特:没错
正如我们最近发表的研究指出的，它可以在15-20秒内消毒手
公报:就应用而言，你有没有看到类似于我们在高速公路休息站使用的手动烘干机的东西？只是，你把手伸进去，它不吹？你有什么感觉吗？ 你没有任何感觉
这就是问题所在；这就像魔术一样
你没看见；你没有感觉；你没有气味；但是你的手已经消毒了
公报:那么人们怎么知道发生了什么？作为人类，我们需要某种刺激
我们可以用灯光和音乐来娱乐人们，但是没有人能看到25纳米的粒子
我们很高兴看到工业界对这项手部卫生技术的商业化感兴趣
我们可能很快就会有一种无空气、无水的设备，可以全面使用，尽管不一定在浴室环境中使用
这可以是一个电池驱动的设备，它可以放在机场和其他人们没有时间或水洗手的地方
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