02.08.2022 - Ames Laboratory

Los científicos utilizan nanocables de cobre para combatir la propagación de enfermedades

Un antiguo metal utilizado por sus propiedades microbianas es la base de una solución material para la desinfección. Un equipo de científicos del Laboratorio Nacional de Ames, la Universidad Estatal de Iowa y la Universidad de Búfalo ha desarrollado un aerosol antimicrobiano que deposita una capa de nanohilos de cobre en las superficies de alto contacto de los espacios públicos. El aerosol contiene nanohilos de cobre (CuNWs) o nanohilos de cobre y zinc (CuZnNWs) y puede formar una capa antimicrobiana en una variedad de superficies. Esta investigación se inició a raíz de la pandemia de COVID-19, pero los hallazgos tienen aplicaciones de mayor alcance.

La gente ha aprovechado las propiedades antimicrobianas del cobre desde el año 2400 a.C. para tratar y prevenir infecciones y enfermedades. Se ha demostrado su eficacia para inactivar virus, bacterias, hongos y levaduras cuando entran en contacto directo con el metal. Según Jun Cui, científico del Laboratorio Ames y uno de los investigadores principales del proyecto, "el ion de cobre puede penetrar en la membrana de un virus e insertarse en la cadena de ARN, e inutilizar por completo el virus para que se duplique".

En medio de la pandemia, "el DOE preguntó a los investigadores qué podían hacer para ayudar a mitigar esta situación de COVID". dijo Cui. El laboratorio Ames es conocido por su trabajo en la ciencia de los materiales, un campo que no suele cruzarse con la investigación de enfermedades. Sin embargo, el equipo de Cui tuvo la idea de aplicar las propiedades antimicrobianas del cobre para ayudar a reducir la propagación del COVID.

Cui explicó que su idea surgió de otro proyecto en el que estaban trabajando, que es una tinta de cobre diseñada para imprimir nanocables de cobre utilizados en dispositivos electrónicos flexibles. "La idea es que esta tinta se puede diluir en agua o incluso en etanol y rociarla. Cualquiera que sea la superficie, la rocío una vez y la recubro con una capa muy ligera de un nanohilo de cobre", dijo.

Primero hay que limpiar y desinfectar la superficie, y luego se puede aplicar la solución de tinta de cobre reformulada. La capa ideal debe ser lo suficientemente fina como para ser transparente. La tinta puede diluirse con agua o alcohol para hacerla pulverizable, y funciona en superficies de plástico, vidrio y acero inoxidable.

El equipo probó dos tipos de tinta de cobre, CuNW y CuZnNW. En comparación con un disco de cobre normal, ambas tintas fueron igual de eficaces para desactivar el virus. Sin embargo, el disco de cobre tardó 40 minutos en desactivar el virus, mientras que las tintas de cobre sólo tardaron 20 minutos. Los nanocables funcionaron más rápido debido a su mayor superficie.

En una comparación entre los dos recubrimientos de tinta, el CuNW inactivó el virus más rápidamente que el CuZnNW durante los primeros 10 minutos. Sin embargo, el CuZnNW tuvo una liberación más constante y sostenible de iones de cobre, en comparación con el CuNW, lo que hace que el recubrimiento sea eficaz durante más tiempo. Finalmente, el equipo concluyó que el CuZnNW era la mejor opción para un recubrimiento de nanocables de cobre pulverizables con fines antimicrobianos.

Cui dijo que este trabajo era importante, no sólo por la pandemia, sino porque estos nanocables pueden proteger contra muchos microbios diferentes, "existe la posibilidad de que podamos tener un impacto duradero en la sociedad humana".

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