Il rame è ben noto per essere in grado di uccidere i batteri con cui entra in contatto - il metallo rilascia ioni che sono tossici per le cellule batteriche, perforando le loro membrane esterne. Tuttavia, questo processo di solito richiede diverse ore.

Una superficie di rame appena sviluppata fa il lavoro in appena un paio di minuti, però, circa 120 volte più veloce del rame normale. Meno tempo i batteri rimangono in giro, naturalmente, più sicure saranno le superfici come le maniglie delle porte e i piani di lavoro.

Gli scienziati dietro la nuova superficie di rame l'hanno testata contro i batteri stafilococchi dorati (Staphylococcus aureus), responsabili di un'ampia varietà di infezioni, e una delle cinque cause più comuni di infezioni raccolte negli ospedali.

"Una superficie standard di rame uccide circa il 97% dello stafilococco dorato entro quattro ore", dice l'ingegnere dei materiali Ma Qian del Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) in Australia.

"Incredibilmente, quando abbiamo messo i batteri dello stafilococco dorato sulla nostra superficie di rame appositamente progettata, ha distrutto più del 99,99 per cento delle cellule in soli 2 minuti. La nostra struttura di rame ha dimostrato di essere notevolmente potente per un materiale così comune".

Cruciale per le capacità di uccidere i batteri del nuovo materiale è la sua natura porosa, che aumenta significativamente la superficie rispetto al rame liscio. Ciò significa che più cellule batteriche possono essere attaccate contemporaneamente quando atterrano.

Per rendere questo rame il più poroso possibile, il team ha prodotto una lega di rame e atomi di manganese, prima di applicare una tecnica di "dealloying" economica e scalabile per rimuovere gli atomi di manganese.

Questo ha lasciato una superficie di rame simile a un labirinto, piena di buchi molto piccoli in cui i batteri rimangono intrappolati - e in realtà rende più difficile la formazione di cellule batteriche.

Non sono necessari farmaci speciali o altri trattamenti perché il materiale di rame funzioni, e quando l'acqua colpisce la superficie, forma un film sottile piuttosto che goccioline. Questo migliora ancora l'efficacia degli ioni di rame nell'eliminare i batteri.

Sopra: Cellule di batteri stafilococchi dorati dopo 2 minuti su a) acciaio inossidabile lucidato, b) rame lucidato, e c) e d) la superficie di rame micro-nano del team.

"Questi effetti combinati non solo causano la degradazione strutturale delle cellule batteriche, rendendole più vulnerabili agli ioni di rame velenosi, ma facilitano anche l'assorbimento degli ioni di rame nelle cellule batteriche", dice il ricercatore del RMIT Jackson Leigh Smith.

"È questa combinazione di effetti che si traduce in un'eliminazione notevolmente accelerata dei batteri".

Per prendere l'esempio di una maniglia di una porta, se i batteri possono essere uccisi in 2 minuti piuttosto che in 4 ore, allora ci sono molte meno persone che toccheranno la maniglia in quel periodo. Il materiale potrebbe alla fine trovare la sua strada in scuole, ospedali, case e veicoli di trasporto pubblico.

I ricercatori stanno ora studiando quanto efficace possa essere questa superficie di rame contro la SARS-CoV-2, il virus che causa la COVID-19 (il rame normale sembra essere ragionevolmente efficace, quindi i primi segni sono promettenti).

Inoltre, il rame potrebbe aiutare nella lotta contro i superbatteri (come lo stafilococco dorato) che hanno sviluppato la resistenza agli antibiotici - poiché i batteri costruiscono protezioni contro i nostri farmaci, approcci alternativi per ridurre l'infezione e la diffusione dei batteri potrebbero essere cruciali per affrontare il problema.

"Le infezioni resistenti ai farmaci sono in aumento, e con nuovi antibiotici limitati che arrivano sul mercato, lo sviluppo di materiali resistenti ai batteri avrà probabilmente un ruolo importante nell'aiutare ad affrontare il problema", dice lo scienziato di ricerca CSIRO Daniel Liang.

La ricerca è stata pubblicata su Biomaterials. fonte: www.sciencealert.com