墨尔本皇家理工大学团队受蝉翼启发，研发出一种布满纳米支柱的柔性薄膜。该材料通过物理拉伸直接撕碎病毒，1小时内灭活率达94%。
每天我们都会接触无数表面，从厨房台面、公交扶手到手机屏幕。这些地方往往是细菌和病毒传播的温床。通常我们会使用化学消毒剂来清理，但化学品不仅可能损害环境，还容易导致病菌产生耐药性，且一旦消毒剂挥发，保护作用就会随之消失。
最近，发表在《先进科学》杂志上的一项研究带来了一种全新的思路。墨尔本皇家理工大学的科学家们开发出一种带有微观纳米结构的薄型塑料表面。这种结构模仿了昆虫翅膀的纹理，能够通过物理方式刺破并撕裂病毒，特别是引起支气管炎和肺炎的人类3型副流感病毒。
这项研究的负责人Elena Ivanova表示，研发团队的探索始于10多年前。起初，他们试图制造极其光滑的表面，认为这样病菌就会直接滑落。但令人意外的是，实验发现细菌反而更容易粘附在微观光滑的表面上。于是他们转向自然界寻求灵感。蝉和蜻蜓的翅膀具有极佳的自洁功能，且表现出天然的杀菌特性。进一步实验证明，这种杀菌效果并非源于化学成分，而是由表面的物理结构决定的。翅膀上的纳米级结构会迫使细菌的细胞膜过度拉伸，最终导致其破裂。
虽然早期的研究发现覆盖纳米尖刺的硅片能有效消灭病毒，但由于硅片材质坚硬，很难应用在形状复杂的物体上。为了解决这个问题，研究团队此次创造了一种轻便、廉价且具有柔性的丙烯酸薄膜。这种薄膜表面布满了成千上万个极细小的支柱。虽然肉眼看上去非常平整，手感也很光滑，但这些纳米柱对病毒来说却是致命的。当病毒接触到薄膜时，纳米柱会抓住并拉伸病毒的外壳，直到将其撕裂。这种完全依靠机械力杀灭病毒的方式非常高效。在实验室测试中，该材料在接触病毒后的1小时内，就成功破坏了高达94%的病毒颗粒。
研究人员发现，纳米柱之间的距离比高度更重要。经过多次实验，他们确定间距在60纳米左右的紧密排列效果最好。更重要的是，制造这种材料的模具可以很容易地实现大规模生产。这意味着这项技术在工业领域有着广阔的应用前景，从食品包装、公共交通系统到医院设备和办公桌椅，都可以贴上这种具有自我杀毒功能的薄膜。
尽管这种纳米结构表面也会像其他材料一样随着时间的推移而损耗，但它为对抗病毒提供了一种更环保、更持久的选择。相比传统的化学消毒方法，这种物理手段无需担心化学残留和耐药性问题，为我们构建更安全的公共卫生环境开辟了新路径。
本文译自 sciencealert，由 BALI 编辑发布。
