金屬不止可以鑄造刀劍，也可以對抗細菌

2023-03-31 09:44:24 1

自古以來，金屬的重要用途一直是製造武器，目標是人類。現在科學家也使用金屬武器，但目標是細菌。

人們早就知道銀製品可以殺死細菌，但是銀是如何殺死細菌的仍然是個謎。最近，阿肯色大學的研究人員在這一過程的研究中有了新的發現。他們使用一種叫做單粒子跟蹤光敏定位顯微鏡的先進成像技術，在一段時間內觀察和跟蹤在大腸桿菌中發現的特定蛋白質。研究人員驚訝地發現，與之前的預期相反，銀離子實際上加速了蛋白質的擴散動力學。「眾所周知，銀離子可以抑制和殺死細菌；因此，我們預計經過銀處理後，細菌中的所有物質都會變慢。然而，令人驚訝的是，我們發現這種蛋白質的動力學變得更快了。」

研究人員觀察到銀離子導致細菌中成對的脫氧核糖核酸鏈分離，並削弱蛋白質和脫氧核糖核酸之間的結合力。純化蛋白的電泳遷移率分析表明，銀離子會削弱蛋白與DNA的結合，蛋白會從DNA上脫落並自行移動，從而移動得更快。

這幅畫出自《站著酷》

這項研究證實了之前關於活細菌中單個蛋白質動力學的觀點。該方法可以幫助研究人員了解細菌對銀納米粒子的實時反應。由於抗生素在人類社會的長期使用導致了細菌的快速變異，對能夠抵抗多種抗生素的「超級細菌」構成了潛在威脅，因此開發基於銀納米粒子的抗生素成為一種新的選擇。

然而，不管銀的抗菌效果有多好，這種金屬仍然非常昂貴。普渡大學的工程師發明了一種雷射處理方法，通過賦予金屬不同的紋理，可以將任何金屬表面變成物理「殺菌劑」。

許多微生物，包括新的冠狀病毒，可以在金屬表面存活數小時甚至數天。不同金屬之間的差異也很大。不鏽鋼更「包容」。許多細菌可以在上面存活幾天。銅製品比較好，因為銅也有一定的抑菌作用。但是，這種效果需要幾個小時才能生效。其中一個原因是金屬產品的表面通常更光滑，在微觀層面上直接接觸的細菌更少。該研究小組開發的一步雷射紋理技術使用雷射在金屬表面產生納米級圖案。這些圖案會產生粗糙的紋理並增加表面積，讓細菌有更多機會撞擊表面並當場破裂，換句話說，落入坑中。

該工藝穩定性高，不會增加金屬產品的體積。雖然這種技術不能有效地殺死較小的微生物，如新型冠狀病毒，但其應用前景仍然非常廣闊，因為它可以低成本地應用於許多不同種類的金屬，如不鏽鋼門把手、電梯按鈕、護欄等。