Глобальная борьба с инфекционными заболеваниями сталкивается с двумя основными вызовами: угрозой новых вспышек пандемии и тревожным ростом устойчивости к противомикробным препаратам, вызванным чрезмерным использованием антибиотиков. Поскольку патогены продолжают эволюционировать и распространяться, исследователи срочно ищут инновационные технологии, которые могут эффективно бороться с вирусами, бактериями и грибками в повседневных условиях.

Двумерные наноматериалы оказались многообещающими кандидатами в этом поиске. Нанолисты из борида водорода (HB), первоначально изобретенные профессором Такахиро Кондо из Университета Цукубы и его командой, представляют собой захватывающий новый рубеж. Первоначально исследованные для потенциального применения в электронике, накопителях энергии и катализе, взаимодействия между нанолистами HB и биомолекулами оставались в значительной степени неисследованными - до сих пор.

В недавнем исследовании исследовательская группа с участием профессора Масахиро Мияучи и доцента Акиры Ямагути из департамента материаловедения и инженерии Института науки Токио, Япония, вместе с аспиранткой Энди Маулианой, профессором Такахиро Кондо из Института чистых и прикладных наук Университета Цукуба, профессором Такеши Фудзитой провела исследование. исследователи из инженерной школы Технологического университета Коти доктор Каяно Сунада, доктор Кейичи Кобаяши, доктор Такеши Нагаи и доктор Хитоси Исигуро из Канагавского института промышленных наук и технологий обнаружили, что нанолисты HB обладают превосходными антибактериальными, противовирусными и противогрибковыми свойствами. Их статья, которая была опубликована онлайн в томе 13, выпуске 19 журнала Materials Chemistry B от 23 апреля 2025 года, подчеркивает замечательную способность этого наноматериала инактивировать широкий спектр патогенов, включая вирусы, бактерии и грибки.

Исследователи сначала изготовили прозрачные пленки, покрыв стеклянные подложки дисперсным раствором нанолистов HB. Затем они протестировали эти пленки против широкого спектра микроорганизмов. Примечательно, что покрытые поверхности обладали исключительными антимикробными свойствами, инактивируя SARS-CoV-2, грипп и кошачьи калицивирусы до пределов обнаружения всего за 10 минут при комнатной температуре - без необходимости активации светом. Аналогичные эффекты наблюдались в отношении различных бактериофагов и множества типов бактерий, таких как Escherichia coli и золотистый стафилококк, а также грибов, таких как Aspergillus niger и Penicillium pinophilum.

Способность нанолистов HB инактивировать эти бактерии и грибки до предела обнаружения подтверждает эффективность этого материала в борьбе с различными микробными агентами. Затем команда исследовала механизмы, лежащие в основе этой антимикробной активности широкого спектра действия, и обнаружила, что она обусловлена способностью нанолистов денатурировать микробные белки посредством сильных физико-химических взаимодействий.

Что делает эти результаты особенно захватывающими, так это универсальность нанолистов HB в качестве прозрачных материалов для нанесения покрытий. В отличие от противомикробных препаратов на основе металлов, которые могут выщелачиваться или терять прозрачность, и покрытий на основе фотокатализаторов, требующих активации ультрафиолетовым излучением, нанолисты HB эффективно функционируют в темноте и сохраняют оптическую прозрачность.

Лабораторные тесты также продемонстрировали их эффективность в сухих условиях, имитируя реальные сценарии, в которых патогенные микроорганизмы могут переноситься при кашле или чихании на повседневные поверхности. На фоне опасений по поводу другой пандемии, такой как вспышка COVID-19, нанолисты HB можно применять в качестве прозрачных покрытий для предметов и текстиля, чтобы снизить риск заражения. Кроме того, благодаря своим противогрибковым свойствам, они также могут быть использованы на различных материалах для поддержания чистоты в повседневной обстановке.

В целом, нанолисты HB предлагают многообещающую технологию для создания более безопасной окружающей среды и снижения передачи патогенов в повседневной жизни.