تخضع صفائح القماش المضادة للبكتيريا لمختلف الاستخدامات لاختبارات الجدوى هذه الأيام وتبين أنها نشطة حتى بعد 65 غسلة عند درجة حرارة 92 درجة.
هل فكرت يوما في الفراش مبيد للجراثيم؟ وربما يكون لها مستقبل واعد في المستشفيات، حيث تحتفل البكتيريا وتتكاثر دون انقطاع. حسنًا، هناك من فكر في الأمر، وتخضع صفائح القماش المبيدة للجراثيم لمختلف الاستخدامات لاختبارات الجدوى هذه الأيام وتبين أنها نشطة حتى بعد 65 غسلة عند درجة حرارة 92 درجة. سيشهد على ذلك البروفيسور أهارون غادنكان من قسم الكيمياء في بار إيلان الذي طور طريقة تجعل من الممكن طلاء الأقمشة، أغطية السرير على سبيل المثال، أو الجزيئات المعدنية، القسطرة على سبيل المثال، وبالتالي منع نشاط البكتيريا في المستشفيات وعلى الأجهزة التي يتم إدخالها في الجسم. ولكن هذا ليس سوى غيض من فيض. نشر جدانكان هذه الأيام مقالًا يتضمن تطبيقًا آخر لطريقته: طلاء الورق بجسيمات نانوية مضادة للبكتيريا والتي سيتم استخدامها، من بين أمور أخرى، للحفاظ على المنتجات الغذائية وإطالة عمرها الافتراضي.
أولئك الذين يقومون بهذا العمل هم جسيمات نانوية يتم إنتاجها باستخدام موجات صوتية عالية التردد. يوضح جادانكين: "عندما تقصف محلولًا سائلًا بموجات صوتية عالية التردد، والتي تسمى في المصطلحات العلمية بالموجات فوق الصوتية، يحدث شيء ما". "يدور المحلول السائل بسرعة وتتشكل فيه كتل من الفقاعات المجهرية التي تنهار على نفسها. عندما تحدث عملية الانهيار بالقرب من سطح صلب مثل سطح أملس من الزجاج أو المعدن، أو حتى حبة ملليمتر من المادة، تتحرك تيارات السائل بسرعة عالية جدًا إلى سطح المادة الصلبة وترمي الجزيئات من المحلول إلى وذلك بسرعات هائلة. تكون الجزيئات مدمجة في المادة الصلبة ولا يمكن إزالتها بالغسيل. وبهذه الطريقة من الممكن إعطاء المادة الصلبة خصائص مختلفة لم تكن تمتلكها في المقام الأول. على سبيل المثال، الخصائص المضادة للبكتيريا والمغناطيسية والكهربائية وغيرها. هذه هي الطريقة، على سبيل المثال، يمكن دمج المواد المضادة للبكتيريا في الأقمشة أو أي مادة أخرى."
وقد أدى تزايد مقاومة البكتيريا لمعظم أنواع المضادات الحيوية إلى تركيز الاهتمام على المحاليل الفضية التي استخدمت لسنوات عديدة في التطهير، وأثبتت فعاليتها في قتل مئات الأنواع من البكتيريا. لذلك قرر جادنكان تطبيق طريقة الموجات فوق الصوتية التي طورها على محلول الفضة ومعرفة ما إذا كان يمكنه الحصول من المحلول على جزيئات الفضة النانوية ذات النشاط المضاد للبكتيريا، وتغليفها على الورق والحصول على ورق يقتل البكتيريا. كانت المهمة ناجحة. يقول جادانكين: "طريقتنا بسيطة جدًا وتتضمن خطوة واحدة فقط، وهي صوتنة أيونات المعدن مع المادة التي نرغب في مراقبتها". "لقد بدأنا بالأقمشة. نقوم اليوم بإنتاج أقمشة مضادة للبكتيريا حيث يتم تثبيت جزيئات الفضة بين ألياف القماش. تمنح الفضة الأقمشة نشاطًا مضادًا للبكتيريا يتم الحفاظ عليه بمرور الوقت في ظروف درجات الحرارة القصوى. والآن انتقلنا إلى الورق."
تمكن رونين جوتسمان، وهو طالب دراسات عليا في مختبر جيدانكين البحثي والذي كان مسؤولا عن هذه المهمة، من طلاء الورق بجسيمات الفضة النانوية. "في هذه العملية، قمنا بإدخال قطع من ورق الخبز الذي اشتريناه من السوبر ماركت في وعاء الصوتنة. في الوعاء قمنا بإعداد جزيئات الفضة المعدنية في محلول، والتي تم إلقاؤها في عملية الصوتنة على سطح الورقة ودمجها فيه. وفي وقت لاحق قمنا باختبار النشاط المضاد للبكتيريا للورقة، أثناء إدخالها إلى مزارع البكتيريا، بما في ذلك البكتيريا المعوية مثل القولونية والمكورات العنقودية. تم القضاء على البكتيريا في أقل من ساعة. يقول جوتسمان: "لقد ظل النشاط المضاد للبكتيريا للورق دون تغيير حتى بعد عام من إجراء الطلاء".
وكتب الباحثون في الدراسة: "إن تطوير الورق المطلي بجزيئات الفضة ذات الخصائص المضادة للبكتيريا يمكن استخدامه كبديل لطرق حفظ الطعام المستخدمة اليوم مثل تعريض الطعام للإشعاع، أو حفظه في درجات حرارة منخفضة، أو استخدام إضافات مضادة للبكتيريا". المقالة. "علاوة على ذلك، ومع التركيز على "الكيمياء الخضراء"، يتركز الاهتمام اليوم على اعتماد المواد والأساليب التي ستجعل من الممكن تقليل استخدام المواد الكيميائية السامة"، وهو بالضبط ما تتيحه هذه الطريقة. بالإضافة إلى ذلك، اتضح أن الطلاء الموحد للفضة المعدنية يمكن أن ينقل تيارًا كهربائيًا، ويمكن استخدامه لتطوير أجهزة كشف ورقية للكشف السريع والمحمول عن المواد الكيميائية.
أخيرًا، كتب الباحثون: "نعتقد أن مثل هذا الورق المطلي له إمكانات مفيدة في صناعة المواد الغذائية كمواد تعبئة ذات عمر تخزين طويل. وفي الوقت نفسه، يمكن استخدام عملية الصوتنة التي استخدمناها لإنتاج مواد نانوية أخرى ذات وظائف مختلفة لاستخدامات مختلفة."
