全球新型冠状病毒是人类历史上最有影响的流行病之一,目前已造成数百万人死亡,且给当今人们的生活带来了诸多不便。通过被污染的物品表面传播(病媒传播)是病毒常见的传播方式。为减少其病媒传播,全球每年表面消毒剂的销售额高达45亿美元。高传播力病毒变种接踵而至,表明病毒极有可能对公众健康产生持久且深远的威胁,同时带来巨大的经济压力。研发可以抵御病毒黏附,并进一步使其失活的新型材料,是新形势下材料科研人的重大课题。
为此,康奈尔大学的杨蓉教授团队设计并合成了一种基于咪唑鎓的两性离子聚合物(图1,图2),研究表明其在干燥环境条件下可实现对人类冠状病毒的接触灭活(图3)。同时,该两性离子聚合物显示了出色的抗污性能,湿润条件下也可降低冠状病毒的粘附和细菌生物膜的形成(图3,图4)。该聚合物采用独立于基材的无溶剂、全干式工艺,引发式化学气相沉积(iCVD)合成;因而将聚合物应用于一系列弯曲和/或具有高纵横比的纳米/微孔结构的基材时,发现涂层基材表面均保持完好,证明了该聚合物的广泛适用性(图5)。本项研究中所报道的两性离子聚合物其合成方法为缓解病毒传播提供了有效的解决方案,有望大幅降低大流行病所带来的健康和经济影响。该工作以“An Imidazolium-Based Zwitterionic Polymer for Antiviral and Antibacterial Dual-Functional Coatings”为题发表在《Science Advances》上 (DOI: 10.1126/sciadv.abl8812)。文章的第一作者是康奈尔大学博士生陈鹏宇。
图1. 基于咪唑鎓的两性离子聚合物合成与表征。
图2. 两性聚合物表面性质表征。
图3. 在咪唑鎓基两性离子聚合物表面上实现排斥和灭活冠状病毒。
图4. 两性离子聚合物减少生物膜形成以及降低生物膜毒性。
图5. 全干式合成的基底独立性。
杨蓉教授团队致力于研究高分子纳米材料的全干合成,以及通过材料手段指导活体生物行为。团队材料合成及表征平台可实现界面分子水平的精确控制和表征,提供生物界面上动态反应过程及动力学、热力学相关知识,为医疗保健和可持续发展新型材料提供解决方案。
原文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl8812
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