Нержавеющая сталь является золотым стандартом для кухонной техники и посуды, она считается современной и элегантной. Но бактерии могут размножаться на поверхностях из нержавеющей стали, загрязняя пищу. Текущие покрытия, доступные на рынке, дороги и потенциально опасны, поэтому ученые разработали доступное специализированное полимерное покрытие для таких поверхностей, которое можно восстановить с помощью отбеливающих средств.
Исследователи представляют свои результаты на 255-м Национальном собрании и выставке Американского химического общества (ACS).
«Я заметил, что нержавеющая сталь часто используется в сфере здравоохранения и пищевой промышленности, но было проведено не так много исследований, чтобы предотвратить рост бактерий на этих поверхностях», - Букет Демир, доктор философии. говорит.
Существующие усилия по предотвращению такого роста бактерий включают ионы серебра или меди, которые могут быть дорогостоящими. «Кроме того, в металл обычно добавляют серебро и медь, и их спрятали, поэтому они не очень эффективны», - отмечает Демир. «Существует также проблема со здоровьем, связанная с использованием серебра». По ее словам, серебро может попасть из нержавеющей стали в продукты, которые позже будут потребляться.
Ученые ранее добавляли молекулы, называемые N-галаминами, в текстиль из-за их антимикробных свойств, потому что эти вещества легко прикрепить к хлопку. N-галамины представляют собой группу соединений, которые имеют одну или несколько ковалентных связей азот-галоген. Эти соединения доступны по цене, химически стабильны и нетоксичны для человека. Демир, научный сотрудник лаборатории Дэйва Уорли, доктора философии, в Обернском университете, хочет расширить использование N-галаминов в медицинской и пищевой промышленности.
Другие группы связывали полимеры N-галамина с поверхностями из нержавеющей стали с помощью связующего, но команда Уорли впервые показала, что N-галамин может быть прикреплен к нержавеющей стали напрямую. Для этого исследователи сначала обработали поверхность перекисью водорода и серной кислотой. Это создает отрицательно заряженные кислородные группы на поверхности, к которым полимер N-галамина может присоединяться посредством химической реакции. Когда исследователи помещали бактерии на поверхность с покрытием, микробы не росли. Демир проверил многие виды бактерий, в том числе кишечную палочку и золотистый стафилококк, которые являются распространенными виновниками многих вспышек пищевых бактерий на предприятиях пищевой промышленности. Все протестированные бактерии были уничтожены в течение 15 минут после контакта с обработанной поверхностью.
Предварительные испытания показали, что полимерное покрытие N-галамина было эффективно в течение пяти циклов уничтожения бактерий, прежде чем оно утратило часть этой активности. Кроме того, говорит Демир, «мы могли восстановить антибактериальную активность поверхности с покрытием, просто протерев ее разбавленным раствором отбеливателя».
«Отбеливатель содержит хлор, галоген, который сам по себе чрезвычайно нестабилен, однако при присоединении к полимеру N-галамина он становится стабильным», - отмечает Демир. «Когда бактерии вступают в контакт с обработанной поверхностью, хлор высвобождается, убивая бактерии». Она говорит, что проект все еще находится на ранней стадии разработки, но надеется, что когда-нибудь это покрытие можно будет использовать на кухнях по всему миру.
В планах на будущее - сделать обработку поверхности нержавеющей стали более удобной. «Самая большая проблема - это придание шероховатости поверхности нержавеющей стали. Хотя это легко сделать в лаборатории, на заводе это сделать будет непросто», - говорит Уорли.«Нам нужен лучший способ прикрепить N-галамины к поверхности, и у нас есть некоторые идеи, как мы можем это сделать». Исследователям также необходимо провести испытания на токсичность образцов, чтобы изучить безопасность поверхностей с покрытием и изучить любые биопленки, которые могут образоваться. «Антимикробная поверхность на заводе пищевой промышленности крайне необходима, и она может произвести революцию в отрасли», - говорит Уорли.