Исследователи из ICIQ в Таррагоне разработали простую технику производства микроскопических кристаллов, которые активируются в присутствии света, высвобождая ионы серебра, обладающие противомикробной активностью.
В Древней Греции более 3000 лет назад мудрецы использовали соли серебра, чтобы предотвратить инфицирование ран. Эти соли продолжали использовать до тех пор, пока Александр Флеминг «всего» 100 лет назад не открыл первый антибиотик. Использование антибиотиков стало крупным прорывом в лечении инфекционных заболеваний, но вскоре начала проявляться резистентность. Бактерии, которые существуют на планете дольше нас, нашли способы преодолевать различные антибиотики, и сегодня устойчивость к антибиотикам является серьезной глобальной проблемой здравоохранения.
Во времена, когда все развивается очень быстро, интересно взглянуть на ситуацию со стороны, вернуться немного к истокам. Вот почему внимание снова обратилось к солям серебра, которые так широко использовались много лет назад и фактически никогда не прекращались. Соли серебра являются основой микроскопических кристаллов или микромоторов, созданных исследователями из Института химических исследований Каталонии (ICIQ-CERCA) в Таррагоне в сотрудничестве с Каталонским институтом нанонауки и нанотехнологий (ICN2).
Эти кристаллы движутся автономно (отсюда и название микромоторы) в водных средах под воздействием видимого света. На своем пути они инактивируют существующие бактерии, становясь многообещающим инструментом восстановления окружающей среды.
Группа под руководством доктора Кэтрин Вилла из ICIQ в сотрудничестве с ICN2 опубликовала исследование в журнале Advanced Optical Materials , в котором представлена простая техника производства микроскопических кристаллов, которые активируются в присутствии света. Активация включает в себя автономное движение и высвобождение ионов серебра и свободных радикалов, обладающих антимикробной активностью , которые саморазлагаются и, таким образом, оставляют воду свободной от самих кристаллов.
Доктор Вилла говорит: «Эта работа важна, потому что мы сообщаем о синергическом эффекте, который включает в себя способность микромоторов двигаться самостоятельно под воздействием световых раздражителей, что обеспечивает большую диффузию и рассеивание ионов серебра, а также высвобождение свободных радикалов».
Исследователи легко создают микроскопические структуры, содержащие фосфат серебра и имеющие форму четвероногих — кристаллическую структуру, образованную четырьмя плечами, каждое длиной около 5 микрометров. Эти кристаллы, называемые ТАМ, движутся автономно посредством фотокатализа.
Фотокатализ происходит, когда свет действует как катализатор, в данном случае вызывая реакцию фосфата серебра ТАМ с водой в среде, высвобождая кислород, ионы серебра и свободные радикалы . Соединения, образующиеся в результате реакции, ответственны за перемещение ТАМ, более того, высвободившиеся радикалы и ионы серебра убивают бактерии, присутствующие в среде.
Такое бактерицидное действие объясняется воздействием серебра на стенки бактерий, влияя на их проницаемость и тем самым вызывая непоправимые повреждения клеточной стенки , приводящие бактерии к гибели.
Ионы серебра, высвобождаемые этими микромоторами, превращаются в наночастицы серебра, которые можно легко восстановить фильтрацией, избегая дополнительного загрязнения. Доктор Вилла объясняет: «Согласно результатам, полученным в исследовании, микромоторы в два раза эффективнее, чем одни только наночастицы серебра. Кроме того, если мы предотвратим их движение, антибактериальная способность этих микромоторов резко снижается».
Микромоторы — очень интересный инструмент для восстановления окружающей среды. В прошлом году команда доктора Виллы разработала микромоторы, покрытые лакказой, химическим соединением, которое ускоряет превращение мочевины в аммиак.
Мочевина является новым загрязнителем, поскольку она является распространенным продуктом бытовой деятельности (мочевина является основным компонентом мочи) и различных промышленных процессов, в то время как аммиак приобретает все большее значение как источник экологически чистой энергии; это соединение можно разложить для производства водорода и хранить в качестве экологически чистого топлива.
