Powłoki mogą być skuteczną ochroną przed osadzaniem się na powierzchni różnych organizmów. Problem polega na tym, że dostępne dziś warstwy nie przylegają do podłoża z taką siłą, jak wymagane. Pojawiło się jednak rozwiązanie, zaproponowane przez naukowców z ETH Zurich.
Fot. CapCase / Foter.com / CC BY
Standardowe powłoki zapobiegające tworzeniu się na powierzchni biofilmu są z nią połączone słabymi wiązaniami elektrostatycznymi. Są dla nich alternatywne, bardziej odporne technologie, te jednak sporo kosztują i wymagają użycia toksycznych rozpuszczalników.
Pomocne łańcuchy boczne
Dlatego też naukowcy z ETH Zurich na czele z profesorem Nicholasem Spencerem postanowili znaleźć sposób, by połączyć cząsteczki powłoki i podłoża silnym wiązaniem chemicznym – wiązaniem kowalencyjnym. Zależało im również na tym, aby otrzymana powłoka mogła być stosowana nawet na obiektach wykonanych z kilku różnych materiałów.
„Szukaliśmy polimerowej powłoki, która jest tak wielofunkcyjna jak szwajcarski scyzoryk” – podsumowuje prof. Spencer. I znaleźli! Cząsteczki uzyskanej powłoki posiadają szkielet z długimi hydrofilowymi łańcuchami bocznymi, które zapobiegają osadzaniu się na powierzchni niepożądanych organizmów i substancji. Mają również dwa łańcuchy boczne odpowiedzialne za tworzenie wiązań kowalencyjnych – jeden do połączenia z silikonem i szkłem, drugi do połączenia z tlenkami, czyli tzw. metalami przejściowymi.
Łatwa aplikacja, szerokie zastosowanie
Aplikacja powłoki jest bardzo prosta – wystarczy metoda zanurzeniowa. A powłoka wykazuje bardzo dużą trwałość, jest odporna na kwasy, zasady, wysokie stężenia soli i detergenty.
Technologia została już głoszona do urzędu patentowego. Twórcy widzą jej potencjalne zastosowania przede wszystkim w diagnostyce i technologii medycznej (sensory, implanty oraz przyszłościowe wszczepialne systemy dostarczania leków). Poza tym znajdzie z pewnością swoje miejsce w oczyszczalniach ścieków, na statkach oraz w przetwórstwie żywności i przemyśle opakowaniowym.
Dodatkowe możliwości
Naukowcy zapewniają, że polimer może być jeszcze dodatkowo modyfikowany, aby zwiększyć jego funkcjonalność. Po dołączeniu innego typu łańcuchów bocznych może się wiązać z innymi rodzajami materiałów, podmieniając zaś hydrofilowe łańcuchy boczne na inne struktury otrzymamy zupełnie inne właściwości powierzchni. Jest to więc bardzo prosty i praktyczny sposób na modyfikowanie charakterystyki różnych podłoży.
Źródło: ETHZ
