Os cientistas criaram uma fina película plástica que pode destruir fisicamente os vírus no momento em que pousam na sua superfície. A descoberta poderia ajudar a reduzir a propagação de doenças a partir de itens tocados com frequência, como smartphones, teclados e equipamentos hospitalares.
Além de sua eficácia, o material também foi projetado para ser prático para uso no mundo real. Ao contrário das superfícies antivirais anteriores feitas de metais ou silício, esta nova abordagem utiliza plástico flexível que pode ser produzido em grande escala.
Como os nanopilares destroem os vírus
O filme é feito de acrílico e coberto por estruturas extremamente pequenas conhecidas como nanopilares. Essas pequenas características agarram-se ao vírus e esticam sua camada externa até que ele se desfaça. Em vez de depender de desinfetantes químicos, a superfície utiliza força mecânica para desativar o vírus.
Pesquisa publicada em Ciência Avançada descobriram que esse método de alongamento é mais eficaz do que projetos anteriores que tentavam perfurar vírus.
Testes de laboratório mostram forte inativação de vírus
Em experiências utilizando o vírus da parainfluenza humana 3 (hPIV-3) – que causa bronquiolite e pneumonia – os resultados foram surpreendentes. Dentro de uma hora após o contato, cerca de 94% das partículas virais foram dilaceradas ou danificadas tão gravemente que não puderam mais se reproduzir e causar infecção.
O principal autor do estudo e candidato a doutorado, Samson Mah, da Universidade RMIT da Austrália, disse que a equipe usou intencionalmente materiais de baixo custo que poderiam ser fabricados facilmente.
“À medida que as ferramentas de nanofabricação melhoram, nossos resultados fornecem um guia mais claro sobre quais nanopadrões funcionam melhor para matar vírus”, disse ele.
“Poderemos um dia ter superfícies como telas de telefones, teclados e mesas de hospitais cobertas com esta película, matando vírus em contato sem usar produtos químicos agressivos.
“Nosso molde pode ser adaptado à fabricação rolo a rolo, o que significa que filmes plásticos antivirais podem ser produzidos em escala com os equipamentos de fábrica existentes.”
Por que o espaçamento entre nanopilares é mais importante
Os pesquisadores também descobriram que o quão próximos os nanopilares estão espaçados desempenha um papel muito maior do que a sua altura.
“Ao ajustar o espaçamento e a altura dos nanopilares, descobrimos que o quão firmemente eles estão agrupados é muito mais importante do que a altura deles para quebrar os vírus”, disse Mah.
“Quando os nanopilares estão mais próximos, mais deles podem pressionar o mesmo vírus ao mesmo tempo, esticando sua camada externa além do ponto de ruptura”.
Uma regra de design simples para superfícies que eliminam vírus
Trabalhos anteriores em materiais rígidos como o silício nanospike mostraram que os vírus podem ser fisicamente interrompidos. Este estudo expande essa ideia, mostrando que recursos em nanoescala nítidos e rombos podem ser eficazes quando organizados corretamente.
As descobertas sugerem um princípio de design claro: quanto mais próximas as nanoestruturas, como pontas ou nanopilares, estiverem umas das outras, mais eficazes serão na destruição de vírus.
O desempenho mais forte veio de superfícies onde os nanopilares estavam espaçados cerca de 60 nanômetros. Aumentar essa distância para 100 nanômetros reduziu o efeito antiviral, enquanto o espaçamento de 200 nanômetros quase o eliminou.
Próximas etapas e potencial do mundo real
Até agora, a pesquisa concentrou-se no hPIV-3, que é um vírus envelopado com uma membrana externa gordurosa. A equipe agora planeja testar vírus menores e sem envelope para determinar até que ponto a tecnologia pode ser aplicada.
Um vírus com envelope tem uma membrana gordurosa frágil ao seu redor que pode ser mais facilmente rompida por nanopilares, enquanto um vírus sem envelope não possui essa camada externa, tornando-o mais difícil de matar.
Os cientistas também querem examinar o quão bem o filme texturizado funciona em superfícies curvas, uma vez que a curvatura pode alterar o espaçamento entre os nanopilares.
A coautora do estudo, a distinta professora Elena Ivanova, da RMIT, disse que a equipe está ansiosa para avançar em direção a aplicações no mundo real.
“Achamos que esta texturização é uma forte candidata para o uso diário e estamos prontos para fazer parcerias com empresas para refiná-la para fabricação em larga escala”, disse ela.
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