A escalas extremadamente pequeñas, las apariencias pueden ser engañosas. Si bien a primera vista puede ver nenúfares flotando en un estanque tranquilo, esta imagen es en realidad una adaptación inteligente de una instantánea tomada con un microscopio electrónico de barrido.

En realidad, las manchas verdes tienen solo unos pocos micrómetros de ancho, más pequeñas que el ancho de un cabello humano. Forman un revestimiento superficial que se desarrolló para limitar la transmisión del SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19. El revestimiento está compuesto por un material a base de plata aplicado a una superficie de vidrio. Sin embargo, la flor de loto fue un toque artístico adicional cortesía del software de edición de imágenes.

Mohsen Hosseini, Ph.D. candidato en ingeniería química, y William Ducker, profesor de ingeniería química, ganó recientemente un premio en el concurso de imagen de la Infraestructura Nacional Coordinada de Nanotecnología (NNCI) con esta imagen. Tanto Hosseini como Ducker están afiliados al Instituto de Innovación de Macromoléculas (MII).

Su victoria fue en la categoría "más caprichosa".

"Como parte del rigor que implica la investigación científica, siempre tengo cuidado de mantener la precisión de mis resultados originales", dijo Hosseini. "Sin embargo, esta competencia fue muy liberadora. Me dio la oportunidad de tomar mis resultados de microscopía electrónica de barrido y alterarlos legítimamente de la forma que yo eligiera. Fue liberador y divertido expresar mi estilo artístico. El resultado no es un Monet , pero me alegro de que a la gente le haya gustado".

El concurso de imágenes, titulado "Plenty of Beauty at the Bottom", es organizado anualmente por el NNCI en celebración del Día Nacional de Nano, que tuvo lugar el 9 de octubre de 2021. Financiado por la Fundación Nacional de Ciencias, el NNCI es una red de 16 sitios en todo el país que se dedican a apoyar la investigación y el desarrollo de la nanociencia y la nanotecnología. El centro NanoEarth de Virginia Tech es parte de esa red y trabaja para promover la infraestructura de nanotecnología ambiental y terrestre. Esta imagen fue capturada usando un microscopio electrónico de barrido (SEM) que es parte del Laboratorio de Fabricación y Caracterización a Nanoescala (NCFL) en el Centro de Investigación Corporativo de Virginia Tech. Este SEM es la última incorporación al conjunto de instrumentos del NCFL, que es una iniciativa del Instituto de Tecnología Crítica y Ciencias Aplicadas. El NCFL brinda a los investigadores de toda la Universidad acceso a instrumentación avanzada, incluidos microscopios electrónicos de última generación, microscopios ópticos y varias técnicas espectroscópicas.

El desarrollo del revestimiento de superficie protectora comenzó hace más de un año, cuando la pandemia de coronavirus estaba en sus primeras etapas. Trabajando en un equipo que incluía a otro estudiante de doctorado, Saeed Behzadinasab, el objetivo de los investigadores era encontrar una manera de prevenir la propagación de COVID-19 a través de superficies contaminadas. El recubrimiento que produjeron puede inactivar con éxito el virus (SARS-CoV-2) cuando cae sobre una superficie sólida, de modo que cuando una persona toca la superficie más tarde, el virus no puede infectarlo.

Al estudiar cómo se comporta y funciona el revestimiento de su superficie, los investigadores capturaron imágenes a escala micro. Hosseini explicó:"La invitación al concurso del NNCI me motivó a seleccionar una de las imágenes de microscopio electrónico de barrido de mis recubrimientos y editarla de acuerdo con los criterios del concurso. Mi cerebro estaba lleno de ideas ya que recientemente había diseñado una portada que fue otorgada a nuestro artículo publicado en ACS Biomaterials Science &Engineering . Se me ocurrió una idea de loto en minutos y funcionó muy bien".

Curiosamente, los investigadores habían desarrollado originalmente una capa marrón que parecía muy prometedora. Sin embargo, después de realizar pruebas con los consumidores, quedó claro que sería más probable que el público usara un revestimiento que fuera transparente, en lugar de marrón. El grupo de investigación de Ducker se inspiró para producir otro revestimiento, que esta vez sería transparente. Como dijo Hosseini, "es irónico que el revestimiento invisible terminara siendo objeto de arte visual e incluso obtuviera un premio por ello".

Ducker y Hosseini se asociaron con Joseph Falkinham y Myra Williams del Departamento de Ciencias Biológicas para probar el recubrimiento en una variedad de otros microorganismos causantes de enfermedades. Resultó particularmente eficaz contra varias bacterias, incluida la MRSA, una bacteria resistente a los antibióticos que afecta a los hospitales.

Con su apariencia transparente y su amplia eficacia antimicrobiana, el recubrimiento es ahora un fuerte candidato para la comercialización. De hecho, Ducker ha fundado una empresa dedicada a continuar con la producción de este revestimiento de superficies a mayor escala.

Hosseini y Ducker están orgullosos de compartir su imagen con la comunidad nacional de nanociencias. El reconocimiento muestra un aprecio por su arduo trabajo, además de su perspectiva caprichosa. Según la subdirectora de NanoEarth, Tonya Pruitt, "Virginia Tech ha tenido excelentes propuestas para el concurso de imágenes del NNCI a lo largo de los años, pero este es el primer año que tenemos un ganador". + Explora más

En una hora, el revestimiento de la superficie del profesor inactiva el virus que causa el COVID-19