Nanosheet-urile de borură de hidrogen: un nou strat transparent cu acțiune antimicrobiană în întuneric

În contextul în care amenințările pandemice și rezistența antimicrobiană continuă să se intensifice, cercetătorii caută soluții inovatoare care să reducă transmiterea agenților patogeni în viața cotidiană. O descoperire remarcabilă vine din Japonia, unde o echipă multidisciplinară a demonstrat că nanosheet-urile de borură de hidrogen (HB) pot inactiva viruși, bacterii și fungi în doar câteva minute, chiar și în condiții de întuneric.

Publicat în Journal of Materials Chemistry B pe 23 aprilie 2025, studiul arată potențialul acestor nanomateriale bidimensionale ca straturi antimicrobiene transparente pentru obiecte uzuale, fără riscul toxicității metalelor grele sau necesitatea luminii ultraviolete.

Context

Boru­­ra de hidrogen (HB) este un material nanometric bidimensional, similar grafenului, inițial explorat pentru aplicații în electronică, stocarea energiei și cataliză. Însă interacțiunile sale cu biomoleculele, în special cele microbiene, au fost relativ neexplorate până în prezent.

Conform autorilor studiului, HB are o capacitate de denaturare a proteinelor microbiene prin interacțiuni fizico-chimice puternice, ceea ce îi conferă un spectru larg de activitate antimicrobiană.

Despre studiu

Autori și instituții participante

• Prof. Masahiro Miyauchi, Prof. Akira Yamaguchi, Institutul de Știință din Tokyo

• Prof. Takahiro Kondo, Universitatea Tsukuba – inventatorul inițial al HB

• Prof. Takeshi Fujita, Universitatea de Tehnologie Kochi

• Colaboratori de la Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology

Metodologie

• S-au fabricat filme transparente prin acoperirea substraturilor de sticlă cu nanosheet-uri dispersate de HB.

• Acestea au fost testate împotriva:

  • Virusurilor: SARS-CoV-2, virus gripal, virusul calicivirozei feline

  • Bacteriilor: Escherichia coli, Staphylococcus aureus

  • Fungilor: Aspergillus niger, Penicillium pinophilum

Rezultate

• Toți agenții patogeni testați au fost inactivați în mai puțin de 10 minute la temperatura camerei, în absența luminii

• Efectul a fost vizibil și în condiții uscate, simulând scenarii reale de contaminare prin tuse sau strănut

• Nanosheet-urile au acționat fără fotocataliză, spre deosebire de alte materiale antimicrobiene dependente de UV

Mecanism de acțiune

• HB denaturează proteinele virale, bacteriene și fungice prin interacțiuni directe, compromițând integritatea celulară

• Nu se bazează pe ioni metalici toxici sau reacții fotochimice

• Nu alterează transparența substraturilor, fiind potrivit pentru aplicații vizibile

„Descoperirea că nanosheet-urile de borură de hidrogen pot acționa eficient în întuneric deschide o nouă direcție în protecția suprafețelor împotriva patogenilor”, afirmă autorul principal Prof. Masahiro Miyauchi

Aplicații potențiale

• Straturi de protecție transparente pe:

  • Ecrane de telefoane, tablete, laptopuri

  • Suprafețe de contact frecvent: balustrade, mese, mânere, lifturi

  • Echipamente medicale și textile reutilizabile

• Medii uscate (unde alte antimicrobiene sunt ineficiente)

• Prevenția transmiterii virale în caz de pandemii viitoare

„Spre deosebire de acoperirile pe bază de metale sau de fotocatalizatori, HB funcționează în condiții reale, oferind protecție chiar și în întuneric și pe suprafețe uscate”, subliniază coautorii.

Concluzii

De ce este importantă această descoperire?

• Spectru larg de acțiune antimicrobiană

• Funcționează fără lumină și fără eliberare de ioni toxici

• Poate fi aplicat pe o gamă largă de materiale, fără a compromite aspectul sau funcționalitatea

Într-o eră în care microbii rezistenți la antibiotice devin o amenințare globală și transmiterea virală rămâne o preocupare constantă, nanosheet-urile de borură de hidrogen oferă o soluție promițătoare, scalabilă și sigură.