El interés por las soluciones antimicrobianas para pantallas táctiles personales y multiusuario, como tabletas y dispositivos móviles, ha crecido en los últimos años. Los métodos tradicionales, como los alcoholes en aerosol o las toallitas, no son ideales para estas delicadas exhibiciones. Los recubrimientos antimicrobianos aplicados directamente sobre el vidrio son una alternativa prometedora, pero sólo si son transparentes y duraderos.
Soluciones de recubrimiento propuestas anteriormente, como óxidos metálicos fotocatalíticos (p. ej., TiO2 y ZnO), han planteado algunos desafíos. Además, estos recubrimientos normalmente requieren luz y humedad para ser antimicrobianos y eliminar los microbios presentes en la superficie.
El cobre es un conocido metal biocida con alta eficacia contra una amplia gama de microorganismos y se ha utilizado tradicionalmente para objetos como manijas de puertas y barandillas de camas de hospitales.
Sin embargo, los recubrimientos de cobre son predominantemente opacos, lo que hasta la fecha ha impedido la realización de una solución antimicrobiana transparente a base de cobre adecuada para pantallas. Además, la alta conductividad eléctrica de la película metálica puede interferir negativamente con la funcionalidad de detección táctil de los dispositivos móviles.
Un equipo de investigadores ha diseñado e implementado una superficie de cobre nanoestructurado transparente (TANCS) no conductora y resistente al crecimiento de determinadas bacterias. En un estudio reciente, publicado en la revista Communications Materials , las investigadoras del ICFO Christina Graham, Alessia Mezzadrelli, dirigidas por el profesor ICREA Valerio Pruneri, y colegas de Corning, incluidos Wageesha Senaratne, Santona Pal, Dean Thelen, Lisa Hepburn y Prantik Mazumder, han descrito su nuevo enfoque para desarrollar esta superficie.
El proceso de fabricación de esta superficie implicó depositar una película de cobre ultrafina con un espesor nominal de 3,5 nm sobre un sustrato de vidrio. Luego, los investigadores utilizaron un rápido proceso de recocido térmico para formar nanopartículas de Cu deshumedecidas con tamaño y distribución óptimos.
El diseño y método específicos proporcionaron un efecto antimicrobiano, transparencia, neutralidad de color y aislamiento eléctrico. Finalmente, capas adicionales de SiO2 y se depositaron fluorosilanos encima de las nanopartículas, lo que proporciona protección ambiental y propiedades de durabilidad mejoradas con casos de prueba de uso.
Los autores del estudio examinaron la morfología del recubrimiento fabricado, la respuesta óptica, la eficacia antimicrobiana y la durabilidad mecánica. El TANCS demostró la capacidad de eliminar más del 99,9% de Staphylococcus aureus presente en las superficies probadas en dos horas, bajo estrictas condiciones de prueba en seco.
Además, el sustrato demostró transparencia óptica, lo que permitió una transmisión de luz del 70 al 80 % en el rango visible (380 a 750 nm), neutralidad del color. Finalmente, se demostró que las superficies tienen una efectividad prolongada en casos de prueba de uso, manteniendo su actividad antimicrobiana incluso después de un riguroso procedimiento de prueba de limpieza.
"Este es un gran ejemplo de creación de un producto con múltiples atributos y al mismo tiempo se cooptimizan las propiedades antimicrobianas de alta eficacia que funcionan en condiciones de prueba secas para casos de prueba de uso de pantallas táctiles.
"Nuestro objetivo era mostrar las conexiones con el rendimiento biológico y los atributos físicos, y proporcionar más orientación para futuras investigaciones", afirmó Senaratne, investigador de Corning y coautor principal del estudio.
"Este nuevo enfoque de considerar el proceso de deshumectación abre una variedad de nuevas posibilidades para explotar algunas propiedades específicas de los metales y al mismo tiempo poder cambiar cuidadosamente otras.
"Aquí, por ejemplo, pudimos preservar el poderoso efecto antimicrobiano del cobre y al mismo tiempo obtener transparencia y aislamiento a pesar del uso de un metal", dijo Mezzadrelli, autor del estudio y Ph.D. estudiante del proyecto Nano-Glass.
La introducción de estas superficies antimicrobianas transparentes es muy prometedora en un mundo que depende cada vez más de pantallas táctiles, incluidos los teléfonos inteligentes o las tabletas.
"Si bien es necesario un mayor desarrollo para una implementación comercial completa, este es un paso en la dirección correcta para permitir pantallas táctiles antimicrobianas para pantallas públicas o personales", afirmó Mazumder, investigador de Corning y coautor del estudio.
"La superficie de prueba de concepto que hemos desarrollado con Corning es un ejemplo de nuestros continuos esfuerzos conjuntos en el desarrollo de vidrio de pantalla multifuncional mejorado utilizando nanoestructuración", dijo Pruneri, profesor ICREA en ICFO y coordinador del proyecto Nano-Glass. proyecto.
Más información: Christina Graham et al, Hacia superficies antimicrobianas que contienen cobre transparentes y duraderas, Materiales de comunicación (2024). DOI:10.1038/s43246-024-00472-w
Información de la revista: Materiales de comunicación
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