澳研究团队开发“纳米尖刺”抗病毒涂层 让高频接触表面实现“接触即灭活”

澳大利亚皇家墨尔本理工大学（RMIT University）研究人员近日开发出一种具有纳米纹理结构的硅基表面材料，其表面布满肉眼无法看见的超细纳米柱尖刺，能够通过物理方式刺穿病毒外层包膜，从而显著削弱病毒感染能力。 研究人员表示，这种材料未来有望用于手机屏幕、键盘、医院桌面等高频接触物体表面，以降低共享空间中的疾病传播风险。

报道指出，在办公室、医院等公共环境中，人们既可能因吸入带有病毒颗粒的微小飞沫而感染，也可能因接触门把手、台面等受污染物体表面而染病。 而这项材料科学领域的新进展，正试图借助极其微小的“尖刺结构”来缓解这一问题。

这项新材料由硅制成，兼具抗反射特性，肉眼观察时呈黑色。 其关键在于表面排列着大量尖端极为锋利的纳米柱，这些结构能够刺破病毒颗粒的脂质外膜，使病毒“泄气”并丧失原有结构完整性。 研究显示，病毒一旦被这种方式破坏，其传染性在6小时内几乎被完全消除。

为验证效果，研究团队将常见呼吸道病毒——人副流感病毒3型（hPIV-3）液滴置于两种不同的硅表面上进行对比实验：一种是覆盖数百万个微小尖刺的纳米纹理表面，另一种则是光滑平坦的硅表面。 研究人员在长达6小时的观察期内，借助高倍显微镜和实验室感染性检测手段，追踪病毒与不同表面纹理之间的相互作用。

实验结果表明，这些微型尖刺如同无数细针，能够直接刺穿病毒外部起保护作用的脂肪膜，导致病毒颗粒塌陷并失去结构稳定性。 相比之下，停留在光滑表面上的病毒大多仍保持完整并具有危险性，而在这种尖刺表面上，6小时内有96%的感染性病毒被破坏。 这表明，这种机械式“纳米尖刺”设计无需依赖有毒化学物质，也能高效灭活病原体。

研究团队结合既有纳米纹理材料研究认为，这一技术理论上还有望对包括SARS-CoV-2、呼吸道合胞病毒（RSV）、鼻病毒（RV）以及人冠状病毒NL63在内的多种病毒发挥类似作用，不过目前尚未针对这些病毒逐一展开专门测试。 此外，这种材料在抑制某些细菌方面也显示出一定效果，说明其应用潜力可能不限于抗病毒场景。

研究人员认为，这项成果为新型安全材料和表面涂层开发打开了空间，未来或可广泛用于提升日常用品的卫生安全性。 论文第一作者Samson Mah表示，未来人们或许能看到手机屏幕、键盘和医院桌面等表面覆盖这种薄膜，在无需使用刺激性化学品的情况下实现病毒接触后快速失活。 他还指出，该团队开发的模具能够适配卷对卷制造工艺，这意味着抗病毒塑料薄膜未来有望借助现有工厂设备实现规模化生产。

不过，从实验室成果走向商业化应用仍需进一步优化。 研究人员称，下一步仍要继续完善纳米纹理设计，以提高材料杀灭病毒的效率。 Mah解释说，当纳米柱排列得更为紧密时，更多尖刺就能同时作用于同一个病毒颗粒，从而把病毒外壳拉伸到断裂极限，进一步增强破坏效果。

据悉，这项研究成果已发表于《Advanced Science》。