Новый материал пронзает и убивает бактерии микроскопическими ножами (Да, правда).

Учёные только что изобрели микроскопические ножи, способные колоть и убивать бактерии при контакте.

На протяжении веков ученые понимали, что крошечные организмы, такие как бактерии и вирусы, вызывают болезни – это известно как теория микробов о болезнях. С тех пор мы постоянно работаем над борьбой с этими вредными микробами. За прошедшие годы мы создали много способов сделать это, включая простые вещи, такие как мыло и дезинфицирующее средство, а также более продвинутые методы лечения, такие как антибиотики и вакцины.

"Просто покупай индекс", говорили они. "Это надежно". Здесь мы обсуждаем, почему это не всегда так, и как жить с вечно красным портфелем.

Поверить в рынок

Ученые из Chalmers University of Technology разработали новое оружие против бактерий: крошечные шипы, которые пронзают и уничтожают их до того, как они смогут причинить вред. Их открытия были недавно опубликованы в журнале Advanced Science.

Как металлоорганические каркасы убивают бактерии при контакте

Бактерии, которые быстро размножаются, являются серьезной проблемой в медицинских учреждениях. Они могут накапливаться на поверхностях в больницах и внутри медицинских устройств, таких как катетеры и внутривенные системы, увеличивая риск инфекций для пациентов, которые уже больны и уязвимы.

Когда бактерии прикрепляются к поверхности, они быстро растут и создают слизистый защитный слой, называемый биопленкой. Вы можете найти биопленки во многих местах, например, на дне лодок или внутри труб, где они вызывают засоры и проблемы. В настоящее время мы пытаемся остановить рост биопленок, используя краски с агрессивными химическими веществами, но эти химические вещества могут загрязнять океан. Таким образом, наши текущие решения не являются идеальными.

Для получения дополнительной информации о бактериях:

Исследователи обнаружили самую большую бактерию, когда-либо найденную – она достаточно велика, чтобы увидеть её без микроскопа! Им также удалось записать звук, издаваемый одной бактерией. Интересно, что это открытие ставит вопросы о нашем иммунитете, поскольку наши организмы могут быть не в состоянии бороться с незнакомыми микробами, даже с теми, что находятся прямо здесь, на Земле. Наши иммунные системы просто не распознают бактерии, которые сильно отличаются от тех, к которым мы привыкли.

Металлоорганические каркасы — многообещающий новый инструмент в борьбе с бактериями. Эти крошечные структуры физически уничтожают бактерии, пронзая и накалывая их, убивая мгновенно.

По словам ведущего исследователя Чжэцзяня Цао, исследование показало, что эти наноструктуры повреждают бактерии, по сути, проделывая в них отверстия, что приводит к их уничтожению. Это представляет собой новое применение для этого типа материала, известного как металлоорганические каркасы.

Природа предоставляет примеры этих антибактериальных наноструктур, таких как те, что встречаются на коже геккона и крыльях цикад. Ученые создали аналогичные структуры, называемые металлоорганическими каркасами, которые представляют собой крошечные трехмерные столбики. Эти столбики невероятно малы – менее 5 нанометров в самой тонкой точке, расширяясь до 200 нанометров в ширину у основания и 300 нанометров в высоту. Это нанопокрытие можно добавлять на многие различные поверхности и даже встраивать в материалы, эффективно предотвращая рост бактерий без выделения вредных химических веществ или стимулирования развития устойчивости бактерий к антибиотикам.

Металлоорганические каркасы получили Нобелевскую премию по химии в 2025 году благодаря своей уникальной структуре – крошечным отверстиям, пропускающим газы. Эти структуры имеют потенциальные применения, такие как удаление воды или углекислого газа из воздуха, безопасное хранение опасных веществ и ускорение химических реакций. Теперь исследователи использовали ту же технику для создания структур, которые на самом деле токсичны для микробов.

Исследователи уже пытались использовать металлоорганические каркасы для борьбы с бактериями, но эти методы полагались на высвобождение вредных ионов металлов или антибактериальных химических веществ. Вместо этого наш подход заключается в создании одного слоя MOF поверх другого, создавая крошечные, игольчатые структуры. Эти структуры физически пронзают и уничтожают бактерии по мере их приближения.

Чтобы создать эти материалы, исследователи тщательно контролировали формирование их кристаллической структуры. Правильное расстояние было критически важно: если промежутки между крошечными шипами были слишком большими, бактерии могли бы проходить сквозь них. Если они были слишком маленькими, бактерии просто лежали бы сверху, как на гвоздевом поле.

Учёные разработали мощное, но недорогое вещество, способное уничтожать бактерии. Этот материал легко производить – для него не требуется сложное оборудование или высокие температуры – и его можно наносить на различные поверхности, такие как упаковка для пищевых продуктов и медицинские имплантаты. По сути, исследователи создали микроскопическое оружие против вредных бактерий, защищающее нас от инфекций.

Смотрите также

2025-12-03 14:02